(57)【要約】本発明の実施形態は、多入力多出力アンテナシステムを含む通信端末を開示する。多入力多出力アンテナシステムは、第１のアンテナモジュールと、第２のアンテナモジュールと、第１のグランド構造とを含む。第１のアンテナモジュールは、第１の放射器と第２の放射器とを含み、第１のスリットは、第１の放射器と第２の放射器との間に設けられる。第２のアンテナモジュールは、第３の放射器と第４の放射器とを含む。第２の放射器は第３の放射器に接続される。第１の放射器は第１のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第２の放射器はＧＰＳアンテナを形成するように構成され、第３の放射器は第１の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第４の放射器は第２のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成される。第１のグランド構造の一方端は第２の放射器および第３の放射器の少なくとも一方に接続され、かつ他方端は通信端末のグランドプレーンに接続されて、第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる。通信端末に基づいて、アンテナモジュール間のアイソレーションが効果的に改善されることが可能である。
2019537909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末であって、多入力多出力アンテナシステムを含み、前記多入力多出力アンテナシステムは、第１のアンテナモジュールと、第２のアンテナモジュールと、第１のグランド構造とを含み、
前記第１のアンテナモジュールは第１の放射器と第２の放射器とを含み、第１のスリットは第１の放射器と第２の放射器との間に設けられ、
前記第２のアンテナモジュールは第３の放射器と第４の放射器とを含み、前記第２の放射器は前記第３の放射器に接続され、前記第１の放射器は前記第３の放射器と反対側の前記第２の放射器の一方側に位置し、前記第４の放射器は前記第２の放射器と反対側の前記第３の放射器の一方側に位置し、
前記第１の放射器は第１のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、前記第２の放射器はＧＰＳアンテナを形成するように構成され、前記第３の放射器は第１の低周波通信アンテナを形成するように構成され、前記第４の放射器は第２のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、
前記第１のグランド構造の一方端は、前記第２の放射器および前記第３の放射器の少なくとも一方に接続され、他方端は前記通信端末の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されて、前記第１のアンテナモジュールと前記第２のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる、
通信端末。
【請求項２】
前記第１のアンテナモジュールは、第１の給電ポートと第２の給電ポートとをさらに含み、前記第１の給電ポートは、前記第１の放射器に接続され、第１の信号源に給電するように構成され、前記第１の放射器と共に前記第１のＭＩＭＯアンテナを形成し、前記第２の給電ポートは、前記第２の放射器に接続され、第２の信号源に給電するように構成され、前記第２の放射器と共に前記ＧＰＳアンテナを形成する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項３】
前記第１のアンテナモジュールは、第１のバンドパスフィルタをさらに含み、前記第１のバンドパスフィルタは、前記第２の給電ポートと並列に接続されて、前記第１の放射器と前記第２の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項２に記載の通信端末。
【請求項４】
前記第２のアンテナモジュールは、第３の給電ポートと第４の給電ポートとをさらに含み、前記第３の給電ポートは、前記第３の放射器に接続され、第３の信号源に給電するように構成され、前記第３の放射器と共に前記第１の低周波通信アンテナを形成し、前記第４の給電ポートは、前記第４の放射器に接続され、第４の信号源に給電するように構成され、前記第４の放射器と共に前記第２のＭＩＭＯアンテナを形成し、第２のスリットは前記第３の放射器と前記第４の放射器との間に設けられて、前記第３の放射器と前記第４の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項１に記載の通信端末。
【請求項５】
前記第２のアンテナモジュールは、第２のバンドパスフィルタをさらに含み、前記第２のバンドパスフィルタは、前記第３の給電ポートと並列に接続されて、前記第３の放射器と前記第４の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項４に記載の通信端末。
【請求項６】
前記第１のグランド構造の前記他方端は前記通信端末の少なくとも２つのグランドプレーンに接続されて、３次元アイソレーション構造を前記第１のアンテナモジュールと前記第２のアンテナモジュールとの間に形成し、前記少なくとも２つのグランドプレーンは、前記通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つを含む、請求項１に記載の通信端末。
【請求項７】
前記多入力多出力アンテナシステムは、第３のアンテナモジュールと、第４のアンテナモジュールと、第２のグランド構造とをさらに含み、
前記第３のアンテナモジュールは第５の放射器と第６の放射器とを含み、第３のスリットは第５の放射器と第６の放射器との間に設けられ、
前記第４のアンテナモジュールは第７の放射器と第８の放射器とを含み、前記第６の放射器は前記第７の放射器に接続され、前記第５の放射器は前記第７の放射器と反対側の前記第６の放射器の一方側に位置し、前記第８の放射器は前記第６の放射器と反対側の前記第７の放射器の一方側に位置し、
前記第５の放射器および前記第６の放射器は第３のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、前記第７の放射器は第２の低周波通信アンテナを形成するように構成され、前記第８の放射器は第４のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、
前記第２のグランド構造の一方端は、前記第６の放射器および前記第７の放射器の少なくとも一方に接続され、他方端は前記通信端末の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されて、前記第３のアンテナモジュールと前記第４のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信端末。
【請求項８】
前記第３のアンテナモジュールは第５の給電ポートをさらに含み、前記第５の給電ポートは、前記第５の放射器に接続され、第５の信号源に給電するように構成され、前記第５の放射器および前記第６の放射器と共に前記第３のＭＩＭＯアンテナを形成し、前記第６の放射器は、前記第３のスリットを介して前記第５の放射器に結合される、請求項７に記載の通信端末。
【請求項９】
前記第４のアンテナモジュールは、第６の給電ポートと第７の給電ポートとをさらに含み、前記第６の給電ポートは、前記第７の放射器に接続され、第６の信号源に給電するように構成され、前記第７の放射器と共に前記第２の低周波通信アンテナを形成し、前記第７の給電ポートは、前記第８の放射器に接続され、第７の信号源に給電するように構成され、前記第８の放射器と共に前記第４のＭＩＭＯアンテナを形成し、第４のスリットは前記第７の放射器と前記第８の放射器との間に設けられて、前記第７の放射器と前記第８の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１０】
前記第４のアンテナモジュールは、第３のバンドパスフィルタをさらに含み、前記第３のバンドパスフィルタは、前記第６の給電ポートと並列に接続されて、前記第７の放射器と前記第８の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項９に記載の通信端末。
【請求項１１】
前記第２のグランド構造の前記他方端は前記通信端末の少なくとも２つのグランドプレーンに接続されて、３次元アイソレーション構造を前記第３のアンテナモジュールと前記第４のアンテナモジュールとの間に形成し、前記少なくとも２つのグランドプレーンは、前記通信端末の前記無線周波数回路の前記前面カバーグランドプレーン、前記背面カバーグランドプレーン、および前記基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つである、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１２】
前記通信端末は金属フレームをさらに含み、前記金属フレームは、上部金属フレームと、下部金属フレームと、第１の側部金属フレームと、第２の側部金属フレームとを含み、前記上部金属フレームおよび前記下部金属フレームは互いに対向して配置され、前記第１の側部金属フレームおよび前記第２の側部金属フレームは、それぞれ前記上部金属フレームおよび前記下部金属フレームの両端に接続され、前記第１の放射器から前記第８の放射器は、それぞれ前記金属フレームの一部である、請求項１乃至６および８乃至１１のいずれか一項に記載の通信端末。
【請求項１３】
前記第１の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部および前記第１の側部金属フレームの一部であり、前記第２の放射器および前記第３の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部であり、前記第４の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部および前記第２の側部金属フレームの一部であり、第５のスリットは、前記第１の放射器として使用される前記第１の側部金属フレームの一部と残りの前記第１の側部金属フレームとの間に設けられ、第６のスリットは、前記第４の放射器として使用される前記第２の側部金属フレームの一部と残りの前記第２の側部金属フレームとの間に設けられる、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１４】
前記第５の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部および前記第２の側部金属フレームの一部であり、前記第６の放射器および前記第７の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部であり、前記第８の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部および前記第１の側部金属フレームの一部であり、第７のスリットは、前記第５の放射器として使用される前記第２の側部金属フレームの一部と残りの前記第２の側部金属フレームとの間に設けられ、第８のスリットは、前記第８の放射器として使用される前記第１の側部金属フレームの一部と残りの前記第１の側部金属フレームとの間に設けられる、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１５】
前記第１の放射器は前記通信端末の前記第１の側部金属フレームの一部であり、前記第２の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部および前記第１の側部金属フレームの一部であり、前記第３の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部および前記第２の側部金属フレームの一部であり、前記第４の放射器は、前記通信端末の前記第２の側部金属フレームの一部である、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１６】
前記第５の放射器は前記通信端末の前記第２の側部金属フレームの一部であり、前記第６の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部および前記第２の側部金属フレームの一部であり、前記第７の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部および前記第１の側部金属フレームの一部であり、前記第８の放射器は、前記通信端末の前記第１の側部金属フレームの一部である、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１７】
前記第１の低周波通信アンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚを含み、前記第１のＭＩＭＯアンテナおよび前記第２のＭＩＭＯアンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚを含む、請求項１に記載の通信端末。
【請求項１８】
前記第２の低周波通信アンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚを含み、前記第３のＭＩＭＯアンテナおよび前記第４のＭＩＭＯアンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚを含む、請求項７に記載の通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信技術の分野に関し、特に、多入力多出力アンテナシステムを含む通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信技術の発展に伴い、端末が多入力多出力（Ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）アンテナ技術に求める要件はますます高くなり、ＭＩＭＯアンテナの量および周波数帯もまた増加している。現在、２＊２アンテナシステムは、次第に４＊４アンテナシステムへと発展している。これは、金属体を有する端末のアンテナ設計にとって深刻な課題となる。金属工業デザイン（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ，ＩＤ）を使用する端末（例えば、携帯電話）は、一般に、非常に高度な構造の小型化および非常に大きい金属比を必要とする。ＭＩＭＯアンテナが追加された後、一方では、元の通信アンテナの空間が圧縮される。他方で、ＭＩＭＯアンテナの周波数帯は、元の通信アンテナの周波数帯と概ね同じであり、アンテナシステムのアイソレーションが劣化する原因となる。さらに重要なことには、ＭＩＭＯアンテナの送信機能に関して、高い要件がアンテナ指向性パターンに対して課され、アンテナ間の指向性パターンは相補的でなくてはならない。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の実施形態は、多入力多出力アンテナシステムを含む通信端末を提供して、アンテナのモジュール設計を使用することによって複数のアンテナ間のアイソレーションを向上させ、複数のアンテナの指向性パターン間の相補性を改善させ、かつアンテナシステムの放射性能を改善する。
【０００４】
本発明の一実施形態は、多入力多出力アンテナシステムを含む通信端末を提供し、多入力多出力アンテナシステムは、第１のアンテナモジュールと、第２のアンテナモジュールと、第１のグランド構造とを含み、
第１のアンテナモジュールは第１の放射器と第２の放射器とを含み、第１のスリットは第１の放射器と第２の放射器との間に設けられ、
第２のアンテナモジュールは第３の放射器と第４の放射器とを含み、第２の放射器は第３の放射器に接続され、第１の放射器は第３の放射器と反対側の第２の放射器の一方側に位置し、第４の放射器は第２の放射器と反対側の第３の放射器の一方側に位置し、
第１の放射器は第１のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第２の放射器はＧＰＳアンテナを形成するように構成され、第３の放射器は第１の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第４の放射器は第２のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、
第１のグランド構造の一方端は、第２の放射器および第３の放射器の少なくとも一方に接続され、他方端は通信端末の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されて、第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる。
【０００５】
この実施形態では、第１のグランド構造は第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間に配置され、これにより、第１のＭＩＭＯアンテナと第２のＭＩＭＯアンテナとの間のアイソレーションが効果的に向上されることが可能になる。さらに、第１のスリットは第１の放射器と第２の放射器との間に設けられ、これにより、第１のアンテナモジュールの周波数範囲が効果的に拡大されることが可能になり、かつ第１の放射器および第４の放射器が少なくとも１つのスリットによって分離されることが保証され得る。これは、多入力多出力アンテナシステムのアイソレーションを改善するのに役立つ。
【０００６】
一実装では、第１のアンテナモジュールはさらに、第１の給電ポートと第２の給電ポートとを含み、第１の給電ポートは、第１の放射器に接続され、第１の信号源に給電するように構成され、第１の放射器と共に第１のＭＩＭＯアンテナを形成し、第２の給電ポートは、第２の放射器に接続され、第２の信号源に給電するように構成され、第２の放射器と共にＧＰＳアンテナを形成する。
【０００７】
この実装では、第１の給電ポートおよび第２の給電ポートが配置され、これにより、多重給電アンテナ形態が第１のアンテナモジュールの内部に形成され、かつＧＰＳ周波数帯が他の周波数帯から分離される。これは、アンテナシステム全体の設計上の難しさを軽減し、かつＧＰＳアンテナの指向性を改善するのに役立つ。
【０００８】
一実装では、第１のアンテナモジュールはさらに第１のバンドパスフィルタを含み、第１のバンドパスフィルタは第２の給電ポートと並列に接続されて、第１の放射器と第２の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【０００９】
この実装では、第１のバンドパスフィルタは第２の給電ポートと並列に接続され、これにより、第１のＭＩＭＯアンテナとＧＰＳアンテナとの間のアイソレーションがさらに改善されることが可能である。
【００１０】
一実装では、第２のアンテナモジュールはさらに、第３の給電ポートと第４の給電ポートとを含み、第３の給電ポートは、第３の放射器に接続され、第３の信号源に給電するように構成され、第３の放射器と共に第１の低周波通信アンテナを形成し、第４の給電ポートは、第４の放射器に接続され、第４の信号源に給電するように構成され、第４の放射器と共に第２のＭＩＭＯアンテナを形成し、第２のスリットは第３の放射器と第４の放射器との間に設けられて、第３の放射器と第４の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【００１１】
この実装では、第３の給電ポートおよび第４の給電ポートが配置され、これにより、多重給電アンテナ形態が第２のアンテナモジュールの内部に形成される。これは、アンテナシステム全体の設計上の難しさを軽減するのに役立つ。さらに、第２のＭＩＭＯアンテナは、第４の放射器を使用することによって形成され、その結果、第２のＭＩＭＯアンテナは、空間位置において第１のＭＩＭＯアンテナから比較的遠くに離れている。これは、ＭＩＭＯアンテナシステムのアイソレーションを改善するのに役立つ。
【００１２】
一実装では、第２のアンテナモジュールはさらに第２のバンドパスフィルタを含み、第２のバンドパスフィルタは第３の給電ポートと並列に接続されて、第３の放射器と第４の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【００１３】
この実装では、第２のバンドパスフィルタは第３の給電ポートと並列に接続され、これにより、第１の低周波通信アンテナと第２のＭＩＭＯアンテナとの間のアイソレーションがさらに改善されることが可能になる。
【００１４】
一実装では、第１のグランド構造の他方端は通信端末の少なくとも２つのグランドプレーンに接続されて、３次元アイソレーション構造を第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間に形成し、少なくとも２つのグランドプレーンは、通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つを含む。
【００１５】
この実装では、第１のグランド構造の他方端は、通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つに接続され、これにより、３次元アイソレーション構造が、第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間に形成される。これは、第１のグランド構造のアイソレーション効果をさらに改善するのに役立つ。
【００１６】
一実装では、多入力多出力アンテナシステムはさらに、第３のアンテナモジュールと、第４のアンテナモジュールと、第２のグランド構造とを含み、
第３のアンテナモジュールは第５の放射器と第６の放射器とを含み、第３のスリットは第５の放射器と第６の放射器との間に設けられ、
第４のアンテナモジュールは第７の放射器と第８の放射器とを含み、第６の放射器は第７の放射器に接続され、第５の放射器は第７の放射器と反対側の第６の放射器の一方側に位置し、第８の放射器は第６の放射器と反対側の第７の放射器の一方側に位置し、
第５の放射器および第６の放射器は第３のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第７の放射器は第２の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第８の放射器は第４のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、
第２のグランド構造の一方端は、第６の放射器および第７の放射器の少なくとも一方に接続され、他方端は通信端末の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されて、第３のアンテナモジュールと第４のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる。
【００１７】
この実装では、第２のグランド構造は第３のアンテナモジュールと第４のアンテナモジュールとの間に配置され、これにより、第３のＭＩＭＯアンテナと第４のＭＩＭＯアンテナとの間のアイソレーションが効果的に向上されることが可能である。さらに、第３のスリットは第５の放射器と第６の放射器との間に設けられ、これにより、第５の放射器および第８の放射器が少なくとも１つのスリットによって分離されることが保証され得る。これは、多入力多出力アンテナシステムのアイソレーションをさらに改善するのに役立つ。
【００１８】
一実装では、第３のアンテナモジュールはさらに第５の給電ポートを含み、第５の給電ポートは、第５の放射器に接続され、第５の信号源に給電するように構成され、第５の放射器および第６の放射器と共に第３のＭＩＭＯアンテナを形成し、第６の放射器は、第３のスリットを介して第５の放射器に結合される。
【００１９】
この実装では、通信端末の下端はＧＰＳ周波数帯を含まず、第３のアンテナモジュールは単一給電アンテナ形態に設定され、第６の放射器は結合分岐に設定される。これは、アンテナシステム全体の設計上の難しさを軽減するのに役立つ。
【００２０】
一実装では、第４のアンテナモジュールはさらに、第６の給電ポートと第７の給電ポートとを含み、第６の給電ポートは、第７の放射器に接続され、第６の信号源に給電するように構成され、第７の放射器と共に第２の低周波通信アンテナを形成し、第７の給電ポートは、第８の放射器に接続され、第７の信号源に給電するように構成され、第８の放射器と共に第４のＭＩＭＯアンテナを形成し、第４のスリットは第７の放射器と第８の放射器との間に設けられて、第７の放射器と第８の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【００２１】
この実装では、第６の給電ポートおよび第７の給電ポートが配置され、これにより、多重給電アンテナ形態が第４のアンテナモジュールの内部に形成される。これは、アンテナシステム全体の設計上の難しさを軽減するのに役立つ。さらに、第４のＭＩＭＯアンテナは、第８の放射器を使用することによって形成され、その結果、第４のＭＩＭＯアンテナは、空間位置において第３のＭＩＭＯアンテナから比較的遠くに離れている。これは、ＭＩＭＯアンテナシステムのアイソレーションを改善するのに役立つ。
【００２２】
一実装では、第４のアンテナモジュールはさらに第３のバンドパスフィルタを含み、第３のバンドパスフィルタは第６の給電ポートと並列に接続されて、第７の放射器と第８の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【００２３】
この実装では、第３のバンドパスフィルタは第６の給電ポートと並列に接続され、これにより、第２の低周波通信アンテナと第４のＭＩＭＯアンテナとの間のアイソレーションがさらに改善されることが可能になる。
【００２４】
一実装では、第２のグランド構造の他方端は通信端末の少なくとも２つのグランドプレーンに接続されて、３次元アイソレーション構造を第３のアンテナモジュールと第４のアンテナモジュールとの間に形成し、少なくとも２つのグランドプレーンは、通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つである。
【００２５】
この実装では、第２のグランド構造の他方端は、通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つに接続され、これにより、３次元アイソレーション構造が、第３のアンテナモジュールと第４のアンテナモジュールとの間に形成される。これは、第２のグランド構造のアイソレーション効果をさらに改善するのに役立つ。
【００２６】
一実装では、通信端末はさらに金属フレームを含み、金属フレームは、上部金属フレームと、下部金属フレームと、第１の側部金属フレームと、第２の側部金属フレームとを含み、上部金属フレームおよび下部金属フレームは互いに対向して配置され、第１の側部金属フレームおよび第２の側部金属フレームは、それぞれ上部金属フレームおよび下部金属フレームの両端に接続され、第１の放射器から第８の放射器は、それぞれ金属フレームの一部である。
【００２７】
一実装では、第１の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部および第１の側部金属フレームの一部であり、第２の放射器および第３の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部であり、第４の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部および第２の側部金属フレームの一部であり、第５のスリットは、第１の放射器として使用される第１の側部金属フレームの一部と残りの第１の側部金属フレームとの間に設けられ、第６のスリットは、第４の放射器として使用される第２の側部金属フレームの一部と残りの第２の側部金属フレームとの間に設けられる。
【００２８】
一実装では、第５の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部および第２の側部金属フレームの一部であり、第６の放射器および第７の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部であり、第８の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部および第１の側部金属フレームの一部であり、第７のスリットは、第５の放射器として使用される第２の側部金属フレームの一部と残りの第２の側部金属フレームとの間に設けられ、第８のスリットは、第８の放射器として使用される第１の側部金属フレームの一部と残りの第１の側部金属フレームとの間に設けられる。
【００２９】
一実装では、第１の放射器は通信端末の第１の側部金属フレームの一部であり、第２の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部および第１の側部金属フレームの一部であり、第３の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部および第２の側部金属フレームの一部であり、第４の放射器は、通信端末の第２の側部金属フレームの一部である。
【００３０】
一実装では、第５の放射器は通信端末の第２の側部金属フレームの一部であり、第６の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部および第２の側部金属フレームの一部であり、第７の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部および第１の側部金属フレームの一部であり、第８の放射器は、通信端末の第１の側部金属フレームの一部である。
【００３１】
通信端末の金属フレームの一部は、多入力多出力アンテナシステムの各アンテナモジュールの放射器として使用される。これは、アンテナシステムの放射性能を改善するのに役立つ。さらに、スリットが設けられる位置は柔軟に配置され、これにより、アンテナの放射性能を保証しながら、異なる要件を満たす設計が達成されることが可能になる。これは、通信端末の製品品質を改善するのに役立つ。
【００３２】
一実装では、第１の低周波通信アンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚを含み、第１のＭＩＭＯアンテナおよび第２のＭＩＭＯアンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚを含む。
【００３３】
一実装では、第１の態様の第１７の可能な実装において、第２の低周波通信アンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚを含み、第３のＭＩＭＯアンテナおよび第４のＭＩＭＯアンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚを含む。
【００３４】
本発明の実施形態における技術的解決策をより明確に説明するために、実施形態の説明に必要な添付の図面を以下に簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による通信端末の第１の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの第１の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムのグランド構造の第１の概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムのグランド構造の第２の概略構成図である。
【図５】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの第２の概略構成図である。
【図６】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの第３の概略構成図である。
【図７】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの第４の概略構成図である。
【図８】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの第１の概略構成図である。
【図９】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの第２の概略構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの第３の概略構成図である。
【図１１】本発明の一実施形態による通信端末の第２の概略構成図である。
【図１２】本発明の一実施形態による通信端末の第３の概略構成図である。
【図１３】本発明の一実施形態による通信端末の第４の概略構成図である。
【図１４】本発明の一実施形態による通信端末の第５の概略構成図である。
【図１５】本発明の一実施形態による通信端末の第６の概略構成図である。
【図１６】本発明の一実施形態による通信端末の第７の概略構成図である。
【図１７】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの反射係数の概略曲線図である。
【図１８】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの透過係数の概略曲線図である。
【図１９】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムのＷｉ−ＦｉアンテナおよびＧＰＳアンテナの指向性パターンを示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムのＭＩＭＯ１アンテナおよびＭＩＭＯ２アンテナの指向性パターンを示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの反射係数の概略曲線図である。
【図２２】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの透過係数の概略曲線図である。
【図２３】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムのＭＩＭＯ３アンテナおよびＭＩＭＯ４アンテナの指向性パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施形態における添付の図面を参照して、本発明の実施形態における技術的解決策を以下に説明する。
【００３７】
本発明の実施形態は、新規な多入力多出力アンテナシステムの配置設計を有する通信端末を提供し、これにより、比較的望ましい多入力多出力（Ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）アンテナシステム性能が、金属工業デザイン（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ，ＩＤ）を使用した通信端末において達成される。さらに、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）アンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの指向性、ＬＴＥ周波数帯のマルチキャリアアグリゲーション（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ，ＣＡ）の性能もまた最適化される。
【００３８】
一方では、アンテナのモジュール設計が使用され、例えば通信端末の上部金属フレームは、２つのアンテナモジュール（ＧＰＳおよび／またはＷｉ−Ｆｉアンテナモジュールもしくは通信アンテナモジュール）に分割され、同じ周波数帯内のＭＩＭＯアンテナは、少なくとも１つの溝付きスリットによってＭＩＭＯアンテナが分離されることを保証するように、異なるアンテナモジュールにおいて設計される。さらに、グランド構造は２つのアンテナモジュール付近の位置に設計され、これにより、ＭＩＭＯアンテナ間のアイソレーションがさらに改善される。ＭＩＭＯアンテナはグランド構造の両側に位置しているので、指向性パターンは、より相補的であることが可能である。
【００３９】
一方、アンテナモジュールの内部では、ＭＩＭＯアンテナは、元の通信アンテナもしくはＧＰＳ／Ｗｉ−Ｆｉアンテナと組み合わされて、単一給電アンテナを形成してもよく、または多重給電アンテナとして設計されてもよい。一般に、単一給電アンテナは設計するには比較的困難であるため、いくつかの特別な周波数帯（ＧＰＳもしくは低周波通信周波数帯）は分離されてアンテナモジュールの内部に多重給電アンテナシステムを形成してもよく、これにより、各アンテナの設計上の難しさが軽減され、ＧＰＳアンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの指向性が改善され、ロング・ターム・エボリューション（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＬＴＥ）通信におけるマルチＣＡ性能がより良く改善される。さらに、多重給電アンテナの動作周波数帯は重複しないので、アンテナ間のアイソレーションは、より良く改善されかつ最適化されることが可能である。
【００４０】
本発明の実施形態において提供される技術的解決策は、通信端末によって現在使用されている様々な通信システム、例えば、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＧＰＲＳ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、およびＵＭＴＳに適用されてもよく、以下の実施形態における技術的解決策は、通信ネットワークの要件を限定するために使用されるのではなく、異なる値の周波数帯におけるアンテナの動作特徴を説明するために使用されるにすぎないことが理解され得る。本発明の実施形態は複数のＩＤを使用する通信端末に適用されてもよく、本実施形態は、主に金属ＩＤを使用する通信端末の上部金属フレームおよび下部金属フレームが二重溝付きスリットを有する例を用いて説明される。
【００４１】
図１を参照して、本発明の一実施形態では、通信端末１００が提供される。通信端末１００は、金属フレーム１０１と背面カバーグランドプレーン１０２とを含む。金属フレーム１０１は、上部金属フレーム１０１１と、下部金属フレーム１０１２と、第１の側部金属フレーム１０１３と、第２の側部金属フレーム１０１４とを含む。上部金属フレーム１０１１および下部金属フレーム１０１２は、互いに対向して配置される。第１の側部金属フレーム１０１３は、上部金属フレーム１０１１の一方端と下部金属フレーム１０１２の一方端とに、角が丸みを帯びた態様で接続され、第２の側部金属フレーム１０１４は、上部金属フレーム１０１１の他方端と下部金属フレーム１０１２の他方端とに、角が丸みを帯びた態様で接続されて、角が丸みを帯びた矩形領域を形成する。背面カバーグランドプレーン１０２は、フィレットを有する矩形領域内に配置され、第１の側部金属フレーム１０１２および第２の側部金属フレーム１０１４に別々に接続される。背面カバーグランドプレーン１０２は、通信端末１００の金属背面カバーであってもよいことが理解され得る。
【００４２】
第１のスリットＳ１および第２のスリットＳ２は、それぞれ上部金属フレーム１０１１の両端でフィレットに隣接する上部金属フレーム１０１１の位置に設けられ、第３のスリットＳ３および第４のスリットＳ４は、下部金属フレーム１０１２の両端でフィレットに隣接する下部金属フレーム１０１２の位置に設けられる。第１のスリットＳ１、第２のスリットＳ２、第３のスリットＳ３および第４のスリットＳ４は、金属フレーム１０１上で時計回りに分布している。実際の適用中に、第１のスリットＳ１、第２のスリットＳ２、第３のスリットＳ３および第４のスリットＳ４の位置は必要に応じて変更されてもよく、スリットは非導電性材料（例えばプラスチック）で埋められて、金属フレーム１０１の外観の完全性を保証してもよいことが理解され得る。
【００４３】
図２を参照して、通信端末１００はさらに、多入力多出力アンテナシステム１０を含む。多入力多出力アンテナシステム１０は、第１のアンテナモジュール１１と、第２のアンテナモジュール１２と、第１のグランド構造１３とを含む。
【００４４】
第１のアンテナモジュール１１は、第１の放射器１１１と第２の放射器１１２とを含み、第１のスリットＳ１は、第１の放射器１１１と第２の放射器１１２との間に設けられる。
【００４５】
第２のアンテナモジュール１２は、第３の放射器１２１と第４の放射器１２２とを含み、第２のスリットＳ２は、第３の放射器１２１と第４の放射器１２２との間に設けられる。
第２の放射器１１２は第３の放射器１２１に接続され、第１の放射器１１１は、第３の放射器１２１と反対側の第２の放射器１１２の一方側に位置し、第４の放射器１２２は、第２の放射器１１２と反対側の第３の放射器１２１の一方側に位置する。
【００４６】
第１の放射器１１１は第１のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第２の放射器１１２はＧＰＳアンテナを形成するように構成され、第３の放射器１２１は第１の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第４の放射器１２２は第２のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成される。
【００４７】
第１のグランド構造１３の一方端は、第２の放射器１１２および第３の放射器１２１の少なくとも一方に接続され、第１のグランド構造１３の他方端は、通信端末１００の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されてもよい。例えば、第１のグランド構造１３の他方端は、通信端末１００の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン（図示せず）、背面カバーグランドプレーン１０２および基準グランドプレーン（図示せず）のうちの任意の１つまたは複数に接続されてもよい。第１のグランド構造１３の他方端が通信端末１００の少なくとも２つのグランドプレーンに接続される場合、３次元アイソレーション構造は、第１のアンテナモジュール１１と第２のアンテナモジュール１２との間に形成されて、第１のアンテナモジュール１１と第２のアンテナモジュール１２との間のアイソレーションを向上させてもよい。
【００４８】
図３および図４を参照して、第１のグランド構造１３は、（図３に示す）１つの金属シート１３１または（図４に示す）複数の金属シート１３１を含んでもよい。第１のグランド構造１３が複数の金属シート１３１を含む場合、複数の金属シート１３１は、通信端末１００の背面カバーグランドプレーン１０２と平行に配置され、かつ背面カバーグランドプレーン１０２に垂直な方向において互いに整列して間隔を置いて配置されてもよい。具体的には、複数の金属シート１３１の各々の一方端は、第２の放射器１１２および第３の放射器１２１の少なくとも一方に接続されてもよく、複数の金属シート１３１の各々の他方端は、通信端末１００の複数のグランドプレーンの各々に接続され、複数の金属シート１３１の各々は代替的に、金属ドーム１３３を使用して複数のグランドプレーンの各々の一方端に接続されて３次元アイソレーション構造を形成し、かつアイソレーション効果をさらに改善してもよい。
【００４９】
通信端末１００は、携帯電話、タブレット型コンピュータなどであってもよい。第１のアンテナモジュール１１および第２のアンテナモジュール１２の両方は通信端末１００の上部に位置し、第１のグランド構造１３は、図２に示すように第１のアンテナモジュール１１と第２のアンテナモジュール１２との間に位置してもよい。あるいは、第１のグランド構造１３は、図５に示すように第１のアンテナモジュール１１または第２のアンテナモジュール１２の内部に位置してもよい。第１のグランド構造１３は第１のスリットＳ１のエッジ位置に配置され、第１のグランド構造１３に隣接する第３の放射器１２１の一部は第２の放射器１１２として再利用され、その結果、グランド構造１３は第１のアンテナモジュール１１の内部に位置する。さらに、通信端末１００の上部の第１のアンテナモジュール１１および第２のアンテナモジュール１２の配置は代替的に、図６に示すように交換可能であってもよい。本実施形態では、第１の放射器１１１、第２の放射器１１２、第３の放射器１２１および第４の放射器１２２は、それぞれ金属フレーム１０１の一部である。第１の放射器１１１、第２の放射器１１２、第３の放射器１２１および第４の放射器１２２は、代替的に、通信端末１００の上部に配置された独立した内蔵型放射器であってもよく、または、いくつかの放射器は金属フレーム１０１であり、いくつかの放射器は独立した放射器であることが理解され得る。
【００５０】
図７を参照して、一実装では、第１のアンテナモジュール１１はさらに、第１の給電ポート１と第２の給電ポート２とを含む。第１の給電ポート１は、第１の放射器１１１に接続され、第１の信号源に給電するように構成され、第１の放射器１１１と共に第１のＭＩＭＯアンテナを形成する。第２の給電ポート２は、第２の放射器１１２に接続され、第２の信号源に給電するように構成され、第２の放射器１１２と共にＧＰＳアンテナを形成する。第２のアンテナモジュール１２はさらに、第３の給電ポート３と第４の給電ポート４とを含む。第３の給電ポート３は、第３の放射器１２１に接続され、第３の信号源に給電するように構成され、第３の放射器１２１と共に第１の低周波通信アンテナを形成する。第４の給電ポート４は、第４の放射器１２２に接続され、第４の信号源に給電するように構成され、第４の放射器１２２と共に第２のＭＩＭＯアンテナを形成する。
【００５１】
具体的には、通信端末１００の上部のアンテナが第１のアンテナモジュール１１と第２のアンテナモジュール１２とに分類された後、各モジュール内部のアンテナは、単一給電アンテナもしくは多重給電アンテナとして設計されてもよい。図７を参照して、一実装では、第１のアンテナモジュール１１によってカバーされるアンテナ周波数帯は、ＧＰＳ周波数帯および第１のＭＩＭＯアンテナＭＩＭＯ１周波数帯を含む（例えば、１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲内にある少なくともＷｉ−Ｆｉ通信周波数帯、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯を含んでもよい）。第１のアンテナモジュール１１が多重給電アンテナとして設計されている場合、ＧＰＳ周波数帯は比較的低く、かつＧＰＳ周波数帯の機能は他の通信周波数帯の機能とは異なるため、グランド構造は、個別に電力を供給してＧＰＳ周波数帯をカバーするために、第２の放射器１１２と組み合わせて使用されてもよい。それに対応して、グランド構造は、個別に電力を供給してＭＩＭＯ１周波数帯をカバーするために第１の放射器１１１と組み合わせて使用されてもよい。第２のアンテナモジュール１２によってカバーされるアンテナ周波数帯は、第１の低周波通信周波数帯ＬＢ１を含み（例えば、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの範囲内のＬＴＥ低周波通信周波数帯を含んでもよい）、かつ第２のＭＩＭＯアンテナＭＩＭＯ２周波数帯を含む（例えば、１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲内にある少なくともＷｉ−Ｆｉ通信周波数帯、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯を含んでもよい）。第２のアンテナモジュール１２が多重給電アンテナとして設計されている場合、第３の放射器１２１は、個別に電力を供給してＬＢ１周波数帯をカバーするために使用されてもよい。それに対応して、第４の放射器１２２は、個別に電力を供給してＭＩＭＯ２周波数帯をカバーするために使用されてもよい。このように、ＭＩＭＯ１とＭＩＭＯ２との間の空間距離が増大し、これにより、多入力多出力アンテナ間のアイソレーションおよび指向性パターンの相補性がより良く改善される。
【００５２】
図７を参照して、一実装では、第１のアンテナモジュールはさらに第１のバンドパスフィルタＦ１を含み、第１のバンドパスフィルタＦ１は第２の給電ポート２と並列に接続されて、第１の放射器１１１と第２の放射器１１２との間のアイソレーションを向上させる。第２のアンテナモジュール１２はさらに第２のバンドパスフィルタＦ２を含み、第２のバンドパスフィルタＦ２は第３の給電ポート３と並列に接続されて、第３の放射器１２１と第４の放射器１２２との間のアイソレーションを向上させる。
【００５３】
中間周波通信周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）で動作する第１のバンドパスフィルタＦ１は、ＧＰＳアンテナの給電ポート２と並列に接続されて、第１のスリットＳ１を介してＧＰＳアンテナに結合された第１のＭＩＭＯアンテナの中間周波信号を除去し、これにより、ＧＰＳアンテナとＭＩＭＯ１との間のアイソレーションがさらに改善されることが可能になる。同様に、中間周波通信周波数帯（例えば、１．８ＧＨｚ）で動作する第２のバンドパスフィルタＦ２は、第１の低周波通信アンテナの給電ポート３と並列に接続されて、第２のスリットＳ２を介して第１の低周波通信アンテナに結合された第２のＭＩＭＯアンテナの中間周波信号を除去し、これにより、第１の低周波通信アンテナとＭＩＭＯ２との間のアイソレーションがさらに改善されることが可能である。モジュール内部のアンテナ間のアイソレーションを改善する方法は、フィルタを追加することによってアイソレーションが改善される上述の方法に限定されないことが理解され得る。
【００５４】
図８を参照して、一実装では、多入力多出力アンテナシステム１０はさらに、第３のアンテナモジュール１４と、第４のアンテナモジュール１５と、第２のグランド構造１６とを含む。
【００５５】
第３のアンテナモジュール１４は、第５の放射器１４１と第６の放射器１４２とを含み、第３のスリットＳ３は、第５の放射器１４１と第６の放射器１４２との間に設けられる。
【００５６】
第４のアンテナモジュール１５は、第７の放射器１５１と第８の放射器１５２とを含み、第６の放射器１４２は第７の放射器１５１に接続され、第５の放射器１４１は、第７の放射器１５１と反対側の第６の放射器１４２の一方側に位置し、第８の放射器１５２は、第６の放射器１４２と反対側の第７の放射器１５１の一方側に位置する。
【００５７】
第５の放射器１４１および第６の放射器１４２は第３のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第７の放射器１５１は第２の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第８の放射器１５２は第４のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成される。
【００５８】
第２のグランド構造１６の一方端は、第６の放射器１４２および第７の放射器１５１の少なくとも一方に接続され、第２のグランド構造１６の他方端は、通信端末１００の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されてもよい。例えば、第２のグランド構造１６の他方端は、通信端末１００の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン（図示せず）、背面カバーグランドプレーン１０２および基準グランドプレーン（図示せず）のうちの任意の１つまたは複数に接続されてもよい。第２のグランド構造１６の他方端が通信端末１００の少なくとも２つのグランドプレーンに接続される場合、３次元アイソレーション構造は、第３のアンテナモジュール１４と第４のアンテナモジュール１５との間に形成されて、第３のアンテナモジュール１４と第４のアンテナモジュール１５との間のアイソレーションを向上させてもよい。第２のグランド構造１６の特定の構造および接続方法については、図３および図４の実施形態における第１のグランド構造１３の説明を参照し、詳細については本明細書では説明されないことが理解され得る。
【００５９】
第３のアンテナモジュール１４および第４のアンテナモジュール１５は、通信端末１００の下部に位置する。第２のグランド構造１６は、第３のアンテナモジュール１４と第４のアンテナモジュール１５との間に位置してもよく、または、第３のアンテナモジュール１４もしくは第４のアンテナモジュール１５の内部に位置してもよい。詳細については、第１のグランド構造１３の位置の関連説明を参照し、本明細書では詳細は再度説明されない。さらに、通信端末１００の下部の第３のアンテナモジュール１４および第４のアンテナモジュール１５の配置は代替的に、交換可能であってもよい。本実施形態では、第５の放射器１４１、第６の放射器１４２、第７の放射器１５１および第８の放射器１５２は、それぞれ金属フレーム１０１の一部である。第５の放射器１４１、第６の放射器１４２、第７の放射器１５１および第８の放射器１５２は、代替的に、通信端末１００の底部に配置された独立した内蔵型放射器であってもよく、または、いくつかの放射器は金属フレーム１０１であり、いくつかの放射器は独立した放射器であることが理解され得る。
【００６０】
図１０を参照して、一実装では、第３のアンテナモジュール１４はさらに、第５の給電ポート５を含む。第５の給電ポート５は、第５の放射器１４１に接続され、第５の信号源に給電するように構成され、第５の放射器１４１および第６の放射器１４２と共に第３のＭＩＭＯアンテナを形成する。第６の放射器１４２は、第３のスリットＳ３を介して第５の放射器１４１に結合される。第４のアンテナモジュール１５はさらに、第６の給電ポート６と第７の給電ポート７とを含む。第６の給電ポート６は、第７の放射器１５１に接続され、第６の信号源に給電するように構成され、第７の放射器１５１と共に第２の低周波通信アンテナを形成する。第７の給電ポート７は、第８の放射器１５２に接続され、第７の信号源に給電するように構成され、第８の放射器１５２と共に第４のＭＩＭＯアンテナを形成する。
【００６１】
通信端末１００の下部アンテナシステムを実装する方法は、上部アンテナシステムを設計する方法と同様である。通信端末１００の下部アンテナシステムは、第２のグランド構造１６を使用することによって２つのアンテナモジュール、すなわち第３のアンテナモジュール１４および第４のアンテナモジュール１５に分割される。下部アンテナは上部アンテナと比較してＧＰＳ周波数帯を含まないため、アンテナをモジュールの内部に設計することがより便利である。この実施形態では、第３のアンテナモジュール１４によってカバーされ得るアンテナ周波数帯は、第３のＭＩＭＯアンテナＭＩＭＯ３周波数帯を含む（例えば、１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲内にある少なくともＷｉ−Ｆｉ通信周波数帯、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯を含んでもよい）。第４のアンテナモジュール１５によってカバーされ得るアンテナ周波数帯は、第２の低周波通信周波数帯ＬＢ２を含み（例えば、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの範囲内のＬＴＥ低周波通信周波数帯を含んでもよい）、かつ第４のＭＩＭＯアンテナＭＩＭＯ４周波数帯を含む（例えば、１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲内にある少なくともＷｉ−Ｆｉ通信周波数帯、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯を含んでもよい）。具体的には、第３のアンテナモジュール１４は、単一給電アンテナとして設計されてもよい。具体的には、第２のグランド構造１６に対して第３のスリットＳ３の一方側にある第５の放射器１４１は、独立して電力を供給するために使用され、第６の放射器１４２は、ＭＩＭＯ３周波数帯をカバーするためにアンテナ結合ユニットとして使用される。第４のアンテナモジュール１５には、第２のアンテナモジュール１２を設計する方法と同様の方法が使用されてもよい。具体的には、ＬＢ２およびＭＩＭＯ４は、図１０に明確に示すように多重給電アンテナとして設計される。
【００６２】
図１０を参照して、一実装では、第４のアンテナモジュール１５はさらに、第３のバンドパスフィルタＦ３を含む。第３のバンドパスフィルタＦ３は第６の給電ポート６と並列に接続されて、第４のスリットＳ４を介して第２の低周波通信アンテナに結合された第４のＭＩＭＯアンテナの中間周波信号を除去し、これにより、第７の放射器１５１と第８の放射器１５２との間のアイソレーションが向上する。中間周波通信周波数帯（例えば、１．８ＧＨｚ）で動作する第３のバンドパスフィルタＦ３は、第６の給電ポート６と並列に接続され、これにより、第２の低周波通信アンテナとＭＩＭＯ４との間のアイソレーションがさらに改善されることが可能であることが理解され得る。
【００６３】
本発明のこの実施形態では、上述の設計方法を使用することによって形成される多入力多出力アンテナシステム１０によれば、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯ならびにＷｉ−Ｆｉ周波数帯において４＊４ＭＩＭＯアンテナの配置を実装することができる。さらに、従来の解決策と比較して、多重給電アンテナが使用され、ＧＰＳアンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの指向性、ならびに通信周波数帯のマルチキャリアアグリゲーション性能（例えば、ＬＴＥ  Ｂ３＋ＬＴＥ  Ｂ７＋ＬＴＥ  Ｂ２０）もまた、改善されかつ最適化されている。
【００６４】
ウィンドウ構造および金属フレームを有し、かつ上述の実施形態で説明された通信端末１００に加えて、本発明の実施形態において提供される多入力多出力アンテナシステム１０はさらに、金属外観構造体、例えば（図１１に示す）金属フレームおよびガラス製背面カバーを有する構造体、（図１２に示す）上部Ｕ字溝および下部Ｕ字溝を有する金属フレーム構造体、および、上述の金属フレームを組み合わせた（図１３に示す）構造体を使用することによってアンテナ放射器が実装される他の通信端末にも適用されてもよいことが理解され得る。さらに、本発明の実施形態において提供される多入力多出力アンテナシステム１０が適用される通信端末に対して、金属フレーム上にスリットが設けられる位置はさらに、周波数帯の範囲および設計要件に基づいて異なる解決策を使用してもよい。例えば、２つのアンテナモジュールの両方は二重給電アンテナに分離され、２つのスリットは金属フレームの上面および側面の各々に設けられる。図１４に示すように、図４に示すＳ１およびＳ２、ならびに図８に示すＳ３およびＳ４に加えて、金属フレームの両側に位置し、かつ通信端末の上部に隣接するＳ５およびＳ６、ならびに金属フレームの両側に位置し、かつ通信端末の下部に隣接するＳ７およびＳ８がさらに含まれる。任意選択で、通信アンテナモジュールが単一給電アンテナとして設計される場合、図１５に示すように、スリットは、通信端末の上部金属フレームおよび金属フレームの側面の各々に設けられる。本発明の実施形態において提供される多入力多出力アンテナシステム１０はまた、金属外観構造体の一部（すなわち、通信端末の金属フレーム）がアンテナ放射器として使用されてもよく、または金属外観構造体がアンテナ放射器として使用されない設計に適用されてもよいことが理解され得る。例えば、図７に示す第１のＭＩＭＯアンテナの一部および第２のＭＩＭＯアンテナの一部は金属外観構造体を使用して実装され、ＧＰＳアンテナおよび第１の低周波通信アンテナの両方は金属外観構造体を使用して実装され、図１６に示すように、側部スリットのみが設けられた類似の金属フレーム設計が実装されてもよい。上述の例は、単に金属フレーム上のスリットの位置設計の多様性を説明するために使用されており、金属フレーム上のスリットの位置に対する制限を構成するものではないことが理解され得る。
【００６５】
図１４に示す金属フレーム設計が使用される場合、第１の放射器１１１は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部および第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第２の放射器１１２および第３の放射器１２１は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部であり、第４の放射器１２２は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部および第２の側部金属フレーム１０１４の一部である。第５のスリットＳ５は、第１の放射器１１１として使用される第１の側部金属フレーム１０１３の一部と残りの第１の側部金属フレーム１０１３との間に設けられ、第６のスリットＳ６は、第４の放射器１２２として使用される第２の側部金属フレーム１０１４の一部と残りの第２の側部金属フレーム１０１４との間に設けられる。
【００６６】
第５の放射器１４１は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部および第２の側部金属フレーム１０１４の一部であり、第６の放射器１４２および第７の放射器１５１は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部であり、第８の放射器１５２は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部および第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第７のスリットＳ７は、第５の放射器１４１として使用される第２の側部金属フレーム１０１４の一部と残りの第２の側部金属フレーム１０１４との間に設けられ、第８のスリットＳ８は、第８の放射器１５２として使用される第１の側部金属フレーム１０１３の一部と残りの第１の側部金属フレーム１０１３との間に設けられる。図１１、図１２、図１３および図１５に示す金属フレーム設計が使用される場合、多入力多出力アンテナシステム１０における各放射器の配置は、図１４に示す金属フレーム設計と同様であり、詳細については本明細書では再度説明されないことが理解され得る。
【００６７】
図１６に示す金属フレーム設計が使用される場合、第１の放射器１１１は通信端末の第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第２の放射器１１２は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部および第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第３の放射器１２１は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部および第２の側部金属フレーム１０１４の一部であり、第４の放射器１２２は、通信端末の第２の側部金属フレーム１０１４の一部である。
【００６８】
第５の放射器１４１は通信端末の第２の側部金属フレーム１０１４の一部であり、第６の放射器１４２は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部および第２の側部金属フレーム１０１４の一部であり、第７の放射器１５１は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部および第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第８の放射器１５２は、通信端末の第１の側部金属フレーム１０１３の一部である。
【００６９】
図１７を参照して、図７に示す通信端末１００の上部に位置する第１のアンテナモジュール１１および第２のアンテナモジュール１２のために、第１の給電ポート１、第２の給電ポート２、第３の給電ポート３および第４の給電ポート４についてシミュレーションが行われて、アンテナ反射係数を取得する。アンテナ反射係数は、それぞれ図に示す曲線Ｓ１１、Ｓ２２、Ｓ３３およびＳ４４である。ポート１およびポート４のアンテナは広帯域整合設計を使用しており、これにより、ＬＴＥ  Ｂ３周波数帯＋ＬＴＥ  Ｂ７周波数帯＋Ｗｉ−Ｆｉ周波数帯におけるＭＩＭＯアンテナの周波数帯要件は、別々に満たされることが可能である。図１８に示す曲線Ｓ２１、Ｓ３２、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３は、それぞれ給電ポート間の透過係数曲線である。Ｓ３１は−３０ｄＢ未満であるため、Ｓ３１は図１８には示されていない。透過係数曲線は、アンテナのアイソレーションが全て１０ｄＢ以上であることを反映している。図１９は、ＧＰＳアンテナおよびＭＩＭＯ１アンテナの指向性パターンを示し、図２０は、ＬＴＥ  Ｂ３周波数帯およびＬＴＥ  Ｂ７周波数帯における２つの上部ＭＩＭＯアンテナの指向性パターンを示す。図１９および図２０から、ＧＰＳアンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの上部半球比は６０％に近く、かつ２つのＭＩＭＯアンテナの指向性パターンは望ましい相補性を有することが理解され得る。
【００７０】
図２１を参照して、図１０に示す通信端末１００の下部にある第３のアンテナモジュール１４および第４のアンテナモジュール１５のために、第５の給電ポート５、第６の給電ポート６および第７の給電ポート７についてシミュレーションが行われて、アンテナ反射係数を取得する。アンテナ反射係数は、それぞれ図に示す曲線Ｓ５５、Ｓ６６よびＳ７７である。ポート７のアンテナは広帯域整合設計を使用し、かつポート５のアンテナは給電ユニットおよび結合ユニット（第６の放射器１４２）の設計を使用しており、これにより、ＬＴＥ  Ｂ３周波数帯＋ＬＴＥ  Ｂ７周波数帯＋Ｗｉ−Ｆｉ周波数帯におけるＭＩＭＯアンテナの周波数帯要件は、別々に満たされることが可能である。図２２に示す曲線Ｓ６５、Ｓ７５およびＳ７６は、それぞれ給電ポート間の透過係数曲線である。曲線は、アンテナのアイソレーションが全て１０ｄＢ以上であることを反映している。図２３は、ＬＴＥ  Ｂ３周波数帯およびＬＴＥ  Ｂ７周波数帯における２つの下部ＭＩＭＯアンテナの指向性パターンを示す。この図から、２つの下部ＭＩＭＯアンテナの指向性パターンもまた望ましい相補性を有することが理解され得る。本発明の実施形態では、アンテナモジュールを形成するために使用されるアンテナの特定の形態は限定されないことが理解され得る。例えばアンテナは、逆Ｆアンテナ（ＩＦＡ）、板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）またはループアンテナであってもよい。図１７から図２３に示すシミュレーション実施形態では、ＩＦＡアンテナ形態がシミュレーションおよび説明のために使用される。
【００７１】
本発明の実施形態において提供される通信端末の多入力多出力アンテナシステムは、現在の通信ネットワークの要件を満たすだけでなく、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯ならびにＷｉ−Ｆｉ周波数帯において４＊４ＭＩＭＯアンテナ配置も実装し、これにより、システムのアイソレーションが最適化される。ＭＩＭＯアンテナ間の位置関係のために指向性パターンは十分に相補的であり、ＭＩＭＯアンテナシステムの利得は顕著である。さらに、アンテナモジュールの内部に多重給電アンテナを設計する方法が使用され、これにより、ＧＰＳアンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの上部半球比は通常、６０％に近いことがある。さらに、比較的望ましいマルチキャリアアグリゲーション性能が、ＬＴＥ通信周波数帯において実装されることが可能である。多入力多出力アンテナシステムは様々な小型端末に適用されてもよく、少なくとも４つのスリットのみが金属フレームに設けられる必要があることが理解され得る。
【００７２】
上記に開示されたことは、単に本発明の例示的な実施形態であり、確実に本発明の保護範囲を限定することを意図しない。当業者であれば、上述の実施形態および本発明の特許請求の範囲に従って行われる同等の変更を実施する工程の全部または一部が、本発明の範囲内にあることを理解し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月18日(2019.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末であって、多入力多出力アンテナシステムを含み、前記多入力多出力アンテナシステムは、第１のアンテナモジュールと、第２のアンテナモジュールと、第１のグランド構造とを含み、
前記第１のアンテナモジュールは第１の放射器と第２の放射器とを含み、第１のスリットは第１の放射器と第２の放射器との間に設けられ、
前記第２のアンテナモジュールは第３の放射器と第４の放射器とを含み、前記第２の放射器は前記第３の放射器に接続され、前記第１の放射器は前記第３の放射器と反対側の前記第２の放射器の一方側に位置し、前記第４の放射器は前記第２の放射器と反対側の前記第３の放射器の一方側に位置し、
前記第１の放射器は第１のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、前記第２の放射器はＧＰＳアンテナを形成するように構成され、前記第３の放射器は第１の低周波通信アンテナを形成するように構成され、前記第４の放射器は第２のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、
前記第１のグランド構造の一方端は、前記第２の放射器および前記第３の放射器の少なくとも一方に接続され、他方端は前記通信端末の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されて、前記第１のアンテナモジュールと前記第２のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる、
通信端末。
【請求項２】
前記第１のアンテナモジュールは、第１の給電ポートと第２の給電ポートとをさらに含み、前記第１の給電ポートは、前記第１の放射器に接続され、第１の信号源に給電するように構成され、前記第１の放射器と共に前記第１のＭＩＭＯアンテナを形成し、前記第２の給電ポートは、前記第２の放射器に接続され、第２の信号源に給電するように構成され、前記第２の放射器と共に前記ＧＰＳアンテナを形成する、請求項１に記載の通信端末。
【請求項３】
前記第１のアンテナモジュールは、第１のバンドパスフィルタをさらに含み、前記第１のバンドパスフィルタは、前記第２の給電ポートと並列に接続されて、前記第１の放射器と前記第２の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項２に記載の通信端末。
【請求項４】
前記第２のアンテナモジュールは、第３の給電ポートと第４の給電ポートとをさらに含み、前記第３の給電ポートは、前記第３の放射器に接続され、第３の信号源に給電するように構成され、前記第３の放射器と共に前記第１の低周波通信アンテナを形成し、前記第４の給電ポートは、前記第４の放射器に接続され、第４の信号源に給電するように構成され、前記第４の放射器と共に前記第２のＭＩＭＯアンテナを形成し、第２のスリットは前記第３の放射器と前記第４の放射器との間に設けられて、前記第３の放射器と前記第４の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項１に記載の通信端末。
【請求項５】
前記第２のアンテナモジュールは、第２のバンドパスフィルタをさらに含み、前記第２のバンドパスフィルタは、前記第３の給電ポートと並列に接続されて、前記第３の放射器と前記第４の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項４に記載の通信端末。
【請求項６】
前記第１のグランド構造の前記他方端は前記通信端末の少なくとも２つのグランドプレーンに接続されて、３次元アイソレーション構造を前記第１のアンテナモジュールと前記第２のアンテナモジュールとの間に形成し、前記少なくとも２つのグランドプレーンは、前記通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つを含む、請求項１に記載の通信端末。
【請求項７】
前記多入力多出力アンテナシステムは、第３のアンテナモジュールと、第４のアンテナモジュールと、第２のグランド構造とをさらに含み、
前記第３のアンテナモジュールは第５の放射器と第６の放射器とを含み、第３のスリットは第５の放射器と第６の放射器との間に設けられ、
前記第４のアンテナモジュールは第７の放射器と第８の放射器とを含み、前記第６の放射器は前記第７の放射器に接続され、前記第５の放射器は前記第７の放射器と反対側の前記第６の放射器の一方側に位置し、前記第８の放射器は前記第６の放射器と反対側の前記第７の放射器の一方側に位置し、
前記第５の放射器および前記第６の放射器は第３のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、前記第７の放射器は第２の低周波通信アンテナを形成するように構成され、前記第８の放射器は第４のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、
前記第２のグランド構造の一方端は、前記第６の放射器および前記第７の放射器の少なくとも一方に接続され、他方端は前記通信端末の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されて、前記第３のアンテナモジュールと前記第４のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信端末。
【請求項８】
前記第３のアンテナモジュールは第５の給電ポートをさらに含み、前記第５の給電ポートは、前記第５の放射器に接続され、第５の信号源に給電するように構成され、前記第５の放射器および前記第６の放射器と共に前記第３のＭＩＭＯアンテナを形成し、前記第６の放射器は、前記第３のスリットを介して前記第５の放射器に結合される、請求項７に記載の通信端末。
【請求項９】
前記第４のアンテナモジュールは、第６の給電ポートと第７の給電ポートとをさらに含み、前記第６の給電ポートは、前記第７の放射器に接続され、第６の信号源に給電するように構成され、前記第７の放射器と共に前記第２の低周波通信アンテナを形成し、前記第７の給電ポートは、前記第８の放射器に接続され、第７の信号源に給電するように構成され、前記第８の放射器と共に前記第４のＭＩＭＯアンテナを形成し、第４のスリットは前記第７の放射器と前記第８の放射器との間に設けられて、前記第７の放射器と前記第８の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１０】
前記第４のアンテナモジュールは、第３のバンドパスフィルタをさらに含み、前記第３のバンドパスフィルタは、前記第６の給電ポートと並列に接続されて、前記第７の放射器と前記第８の放射器との間のアイソレーションを向上させる、請求項９に記載の通信端末。
【請求項１１】
前記第２のグランド構造の前記他方端は前記通信端末の少なくとも２つのグランドプレーンに接続されて、３次元アイソレーション構造を前記第３のアンテナモジュールと前記第４のアンテナモジュールとの間に形成し、前記少なくとも２つのグランドプレーンは、前記通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つである、請求項７に記載の通信端末。
【請求項１２】
前記通信端末は金属フレームをさらに含み、前記金属フレームは、上部金属フレームと、下部金属フレームと、第１の側部金属フレームと、第２の側部金属フレームとを含み、前記上部金属フレームおよび前記下部金属フレームは互いに対向して配置され、前記第１の側部金属フレームおよび前記第２の側部金属フレームは、それぞれ前記上部金属フレームおよび前記下部金属フレームの両端に接続され、前記第１の放射器から前記第８の放射器は、それぞれ前記金属フレームの一部である、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の通信端末。
【請求項１３】
前記第１の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部および前記第１の側部金属フレームの一部であり、前記第２の放射器および前記第３の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部であり、前記第４の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部および前記第２の側部金属フレームの一部であり、第５のスリットは、前記第１の放射器として使用される前記第１の側部金属フレームの一部と残りの前記第１の側部金属フレームとの間に設けられ、第６のスリットは、前記第４の放射器として使用される前記第２の側部金属フレームの一部と残りの前記第２の側部金属フレームとの間に設けられる、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１４】
前記第５の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部および前記第２の側部金属フレームの一部であり、前記第６の放射器および前記第７の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部であり、前記第８の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部および前記第１の側部金属フレームの一部であり、第７のスリットは、前記第５の放射器として使用される前記第２の側部金属フレームの一部と残りの前記第２の側部金属フレームとの間に設けられ、第８のスリットは、前記第８の放射器として使用される前記第１の側部金属フレームの一部と残りの前記第１の側部金属フレームとの間に設けられる、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１５】
前記第１の放射器は前記通信端末の前記第１の側部金属フレームの一部であり、前記第２の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部および前記第１の側部金属フレームの一部であり、前記第３の放射器は、前記通信端末の前記上部金属フレームの一部および前記第２の側部金属フレームの一部であり、前記第４の放射器は、前記通信端末の前記第２の側部金属フレームの一部である、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１６】
前記第５の放射器は前記通信端末の前記第２の側部金属フレームの一部であり、前記第６の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部および前記第２の側部金属フレームの一部であり、前記第７の放射器は、前記通信端末の前記下部金属フレームの一部および前記第１の側部金属フレームの一部であり、前記第８の放射器は、前記通信端末の前記第１の側部金属フレームの一部である、請求項１２に記載の通信端末。
【請求項１７】
前記第１の低周波通信アンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚを含み、前記第１のＭＩＭＯアンテナおよび前記第２のＭＩＭＯアンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚを含む、請求項１に記載の通信端末。
【請求項１８】
前記第２の低周波通信アンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚを含み、前記第３のＭＩＭＯアンテナおよび前記第４のＭＩＭＯアンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚを含む、請求項７に記載の通信端末。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信技術の分野に関し、特に、多入力多出力アンテナシステムを含む通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信技術の発展に伴い、端末が多入力多出力（ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）アンテナ技術に求める要件はますます高くなり、ＭＩＭＯアンテナの量および周波数帯もまた増加している。現在、２＊２アンテナシステムは、次第に４＊４アンテナシステムへと発展している。これは、金属体を有する端末のアンテナ設計にとって深刻な課題となる。金属工業デザイン（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ，ＩＤ）を使用する端末（例えば、携帯電話）は、一般に、非常に高度な構造の小型化および非常に大きい金属比を必要とする。ＭＩＭＯアンテナが追加された後、一方では、元の通信アンテナの空間が圧縮される。他方で、ＭＩＭＯアンテナの周波数帯は、元の通信アンテナの周波数帯と概ね同じであり、アンテナシステムのアイソレーションが劣化する原因となる。さらに重要なことには、ＭＩＭＯアンテナの送信機能に関して、高い要件がアンテナ指向性パターンに対して課され、アンテナ間の指向性パターンは相補的でなくてはならない。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の実施形態は、多入力多出力アンテナシステムを含む通信端末を提供して、アンテナのモジュール設計を使用することによって複数のアンテナ間のアイソレーションを向上させ、複数のアンテナの指向性パターン間の相補性を改善させ、かつアンテナシステムの放射性能を改善する。
【０００４】
本発明の一実施形態は、多入力多出力アンテナシステムを含む通信端末を提供し、多入力多出力アンテナシステムは、第１のアンテナモジュールと、第２のアンテナモジュールと、第１のグランド構造とを含み、
第１のアンテナモジュールは第１の放射器と第２の放射器とを含み、第１のスリットは第１の放射器と第２の放射器との間に設けられ、
第２のアンテナモジュールは第３の放射器と第４の放射器とを含み、第２の放射器は第３の放射器に接続され、第１の放射器は第３の放射器と反対側の第２の放射器の一方側に位置し、第４の放射器は第２の放射器と反対側の第３の放射器の一方側に位置し、
第１の放射器は第１のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第２の放射器はＧＰＳアンテナを形成するように構成され、第３の放射器は第１の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第４の放射器は第２のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、
第１のグランド構造の一方端は、第２の放射器および第３の放射器の少なくとも一方に接続され、他方端は通信端末の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されて、第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる。
【０００５】
この実施形態では、第１のグランド構造は第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間に配置され、これにより、第１のＭＩＭＯアンテナと第２のＭＩＭＯアンテナとの間のアイソレーションが効果的に向上されることが可能になる。さらに、第１のスリットは第１の放射器と第２の放射器との間に設けられ、これにより、第１のアンテナモジュールの周波数範囲が効果的に拡大されることが可能になり、かつ第１の放射器および第４の放射器が少なくとも１つのスリットによって分離されることが保証され得る。これは、多入力多出力アンテナシステムのアイソレーションを改善するのに役立つ。
【０００６】
一実装では、第１のアンテナモジュールはさらに、第１の給電ポートと第２の給電ポートとを含み、第１の給電ポートは、第１の放射器に接続され、第１の信号源に給電するように構成され、第１の放射器と共に第１のＭＩＭＯアンテナを形成し、第２の給電ポートは、第２の放射器に接続され、第２の信号源に給電するように構成され、第２の放射器と共にＧＰＳアンテナを形成する。
【０００７】
この実装では、第１の給電ポートおよび第２の給電ポートが配置され、これにより、多重給電アンテナ形態が第１のアンテナモジュールの内部に形成され、かつＧＰＳ周波数帯が他の周波数帯から分離される。これは、アンテナシステム全体の設計上の難しさを軽減し、かつＧＰＳアンテナの指向性を改善するのに役立つ。
【０００８】
一実装では、第１のアンテナモジュールはさらに第１のバンドパスフィルタを含み、第１のバンドパスフィルタは第２の給電ポートと並列に接続されて、第１の放射器と第２の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【０００９】
この実装では、第１のバンドパスフィルタは第２の給電ポートと並列に接続され、これにより、第１のＭＩＭＯアンテナとＧＰＳアンテナとの間のアイソレーションがさらに改善されることが可能である。
【００１０】
一実装では、第２のアンテナモジュールはさらに、第３の給電ポートと第４の給電ポートとを含み、第３の給電ポートは、第３の放射器に接続され、第３の信号源に給電するように構成され、第３の放射器と共に第１の低周波通信アンテナを形成し、第４の給電ポートは、第４の放射器に接続され、第４の信号源に給電するように構成され、第４の放射器と共に第２のＭＩＭＯアンテナを形成し、第２のスリットは第３の放射器と第４の放射器との間に設けられて、第３の放射器と第４の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【００１１】
この実装では、第３の給電ポートおよび第４の給電ポートが配置され、これにより、多重給電アンテナ形態が第２のアンテナモジュールの内部に形成される。これは、アンテナシステム全体の設計上の難しさを軽減するのに役立つ。さらに、第２のＭＩＭＯアンテナは、第４の放射器を使用することによって形成され、その結果、第２のＭＩＭＯアンテナは、空間位置において第１のＭＩＭＯアンテナから比較的遠くに離れている。これは、ＭＩＭＯアンテナシステムのアイソレーションを改善するのに役立つ。
【００１２】
一実装では、第２のアンテナモジュールはさらに第２のバンドパスフィルタを含み、第２のバンドパスフィルタは第３の給電ポートと並列に接続されて、第３の放射器と第４の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【００１３】
この実装では、第２のバンドパスフィルタは第３の給電ポートと並列に接続され、これにより、第１の低周波通信アンテナと第２のＭＩＭＯアンテナとの間のアイソレーションがさらに改善されることが可能になる。
【００１４】
一実装では、第１のグランド構造の他方端は通信端末の少なくとも２つのグランドプレーンに接続されて、３次元アイソレーション構造を第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間に形成し、少なくとも２つのグランドプレーンは、通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つを含む。
【００１５】
この実装では、第１のグランド構造の他方端は、通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つに接続され、これにより、３次元アイソレーション構造が、第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間に形成される。これは、第１のグランド構造のアイソレーション効果をさらに改善するのに役立つ。
【００１６】
一実装では、多入力多出力アンテナシステムはさらに、第３のアンテナモジュールと、第４のアンテナモジュールと、第２のグランド構造とを含み、
第３のアンテナモジュールは第５の放射器と第６の放射器とを含み、第３のスリットは第５の放射器と第６の放射器との間に設けられ、
第４のアンテナモジュールは第７の放射器と第８の放射器とを含み、第６の放射器は第７の放射器に接続され、第５の放射器は第７の放射器と反対側の第６の放射器の一方側に位置し、第８の放射器は第６の放射器と反対側の第７の放射器の一方側に位置し、
第５の放射器および第６の放射器は第３のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第７の放射器は第２の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第８の放射器は第４のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、
第２のグランド構造の一方端は、第６の放射器および第７の放射器の少なくとも一方に接続され、他方端は通信端末の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されて、第３のアンテナモジュールと第４のアンテナモジュールとの間のアイソレーションを向上させる。
【００１７】
この実装では、第２のグランド構造は第３のアンテナモジュールと第４のアンテナモジュールとの間に配置され、これにより、第３のＭＩＭＯアンテナと第４のＭＩＭＯアンテナとの間のアイソレーションが効果的に向上されることが可能である。さらに、第３のスリットは第５の放射器と第６の放射器との間に設けられ、これにより、第５の放射器および第８の放射器が少なくとも１つのスリットによって分離されることが保証され得る。これは、多入力多出力アンテナシステムのアイソレーションをさらに改善するのに役立つ。
【００１８】
一実装では、第３のアンテナモジュールはさらに第５の給電ポートを含み、第５の給電ポートは、第５の放射器に接続され、第５の信号源に給電するように構成され、第５の放射器および第６の放射器と共に第３のＭＩＭＯアンテナを形成し、第６の放射器は、第３のスリットを介して第５の放射器に結合される。
【００１９】
この実装では、通信端末の下端はＧＰＳ周波数帯を含まず、第３のアンテナモジュールは単一給電アンテナ形態に設定され、第６の放射器は結合分岐に設定される。これは、アンテナシステム全体の設計上の難しさを軽減するのに役立つ。
【００２０】
一実装では、第４のアンテナモジュールはさらに、第６の給電ポートと第７の給電ポートとを含み、第６の給電ポートは、第７の放射器に接続され、第６の信号源に給電するように構成され、第７の放射器と共に第２の低周波通信アンテナを形成し、第７の給電ポートは、第８の放射器に接続され、第７の信号源に給電するように構成され、第８の放射器と共に第４のＭＩＭＯアンテナを形成し、第４のスリットは第７の放射器と第８の放射器との間に設けられて、第７の放射器と第８の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【００２１】
この実装では、第６の給電ポートおよび第７の給電ポートが配置され、これにより、多重給電アンテナ形態が第４のアンテナモジュールの内部に形成される。これは、アンテナシステム全体の設計上の難しさを軽減するのに役立つ。さらに、第４のＭＩＭＯアンテナは、第８の放射器を使用することによって形成され、その結果、第４のＭＩＭＯアンテナは、空間位置において第３のＭＩＭＯアンテナから比較的遠くに離れている。これは、ＭＩＭＯアンテナシステムのアイソレーションを改善するのに役立つ。
【００２２】
一実装では、第４のアンテナモジュールはさらに第３のバンドパスフィルタを含み、第３のバンドパスフィルタは第６の給電ポートと並列に接続されて、第７の放射器と第８の放射器との間のアイソレーションを向上させる。
【００２３】
この実装では、第３のバンドパスフィルタは第６の給電ポートと並列に接続され、これにより、第２の低周波通信アンテナと第４のＭＩＭＯアンテナとの間のアイソレーションがさらに改善されることが可能になる。
【００２４】
一実装では、第２のグランド構造の他方端は通信端末の少なくとも２つのグランドプレーンに接続されて、３次元アイソレーション構造を第３のアンテナモジュールと第４のアンテナモジュールとの間に形成し、少なくとも２つのグランドプレーンは、通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つである。
【００２５】
この実装では、第２のグランド構造の他方端は、通信端末の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン、背面カバーグランドプレーン、および基準グランドプレーンのうちの少なくとも２つに接続され、これにより、３次元アイソレーション構造が、第３のアンテナモジュールと第４のアンテナモジュールとの間に形成される。これは、第２のグランド構造のアイソレーション効果をさらに改善するのに役立つ。
【００２６】
一実装では、通信端末はさらに金属フレームを含み、金属フレームは、上部金属フレームと、下部金属フレームと、第１の側部金属フレームと、第２の側部金属フレームとを含み、上部金属フレームおよび下部金属フレームは互いに対向して配置され、第１の側部金属フレームおよび第２の側部金属フレームは、それぞれ上部金属フレームおよび下部金属フレームの両端に接続され、第１の放射器から第８の放射器は、それぞれ金属フレームの一部である。
【００２７】
一実装では、第１の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部および第１の側部金属フレームの一部であり、第２の放射器および第３の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部であり、第４の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部および第２の側部金属フレームの一部であり、第５のスリットは、第１の放射器として使用される第１の側部金属フレームの一部と残りの第１の側部金属フレームとの間に設けられ、第６のスリットは、第４の放射器として使用される第２の側部金属フレームの一部と残りの第２の側部金属フレームとの間に設けられる。
【００２８】
一実装では、第５の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部および第２の側部金属フレームの一部であり、第６の放射器および第７の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部であり、第８の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部および第１の側部金属フレームの一部であり、第７のスリットは、第５の放射器として使用される第２の側部金属フレームの一部と残りの第２の側部金属フレームとの間に設けられ、第８のスリットは、第８の放射器として使用される第１の側部金属フレームの一部と残りの第１の側部金属フレームとの間に設けられる。
【００２９】
一実装では、第１の放射器は通信端末の第１の側部金属フレームの一部であり、第２の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部および第１の側部金属フレームの一部であり、第３の放射器は、通信端末の上部金属フレームの一部および第２の側部金属フレームの一部であり、第４の放射器は、通信端末の第２の側部金属フレームの一部である。
【００３０】
一実装では、第５の放射器は通信端末の第２の側部金属フレームの一部であり、第６の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部および第２の側部金属フレームの一部であり、第７の放射器は、通信端末の下部金属フレームの一部および第１の側部金属フレームの一部であり、第８の放射器は、通信端末の第１の側部金属フレームの一部である。
【００３１】
通信端末の金属フレームの一部は、多入力多出力アンテナシステムの各アンテナモジュールの放射器として使用される。これは、アンテナシステムの放射性能を改善するのに役立つ。さらに、スリットが設けられる位置は柔軟に配置され、これにより、アンテナの放射性能を保証しながら、異なる要件を満たす設計が達成されることが可能になる。これは、通信端末の製品品質を改善するのに役立つ。
【００３２】
一実装では、第１の低周波通信アンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚを含み、第１のＭＩＭＯアンテナおよび第２のＭＩＭＯアンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚを含む。
【００３３】
一実装では、第２の低周波通信アンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚを含み、第３のＭＩＭＯアンテナおよび第４のＭＩＭＯアンテナによってカバーされる周波数帯は、少なくとも１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚを含む。
【００３４】
本発明の実施形態における技術的解決策をより明確に説明するために、実施形態の説明に必要な添付の図面を以下に簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による通信端末の第１の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの第１の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムのグランド構造の第１の概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムのグランド構造の第２の概略構成図である。
【図５】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの第２の概略構成図である。
【図６】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの第３の概略構成図である。
【図７】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの第４の概略構成図である。
【図８】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの第１の概略構成図である。
【図９】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの第２の概略構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの第３の概略構成図である。
【図１１】本発明の一実施形態による通信端末の第２の概略構成図である。
【図１２】本発明の一実施形態による通信端末の第３の概略構成図である。
【図１３】本発明の一実施形態による通信端末の第４の概略構成図である。
【図１４】本発明の一実施形態による通信端末の第５の概略構成図である。
【図１５】本発明の一実施形態による通信端末の第６の概略構成図である。
【図１６】本発明の一実施形態による通信端末の第７の概略構成図である。
【図１７】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの反射係数の概略曲線図である。
【図１８】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムの透過係数の概略曲線図である。
【図１９】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムのＷｉ−ＦｉアンテナおよびＧＰＳアンテナの指向性パターンを示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態による通信端末の上部アンテナシステムのＭＩＭＯ１アンテナおよびＭＩＭＯ２アンテナの指向性パターンを示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの反射係数の概略曲線図である。
【図２２】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムの透過係数の概略曲線図である。
【図２３】本発明の一実施形態による通信端末の下部アンテナシステムのＭＩＭＯ３アンテナおよびＭＩＭＯ４アンテナの指向性パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施形態における添付の図面を参照して、本発明の実施形態における技術的解決策を以下に説明する。
【００３７】
本発明の実施形態は、新規な多入力多出力アンテナシステムの配置設計を有する通信端末を提供し、これにより、比較的望ましい多入力多出力（ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）アンテナシステム性能が、金属工業デザイン（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ，ＩＤ）を使用した通信端末において達成される。さらに、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）アンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの指向性、ＬＴＥ周波数帯のマルチキャリアアグリゲーション（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ，ＣＡ）の性能もまた最適化される。
【００３８】
一方では、アンテナのモジュール設計が使用され、例えば通信端末の上部金属フレームは、２つのアンテナモジュール（ＧＰＳおよび／またはＷｉ−Ｆｉアンテナモジュールもしくは通信アンテナモジュール）に分割され、同じ周波数帯内のＭＩＭＯアンテナは、少なくとも１つの溝付きスリットによってＭＩＭＯアンテナが分離されることを保証するように、異なるアンテナモジュールにおいて設計される。さらに、グランド構造は２つのアンテナモジュール付近の位置に設計され、これにより、ＭＩＭＯアンテナ間のアイソレーションがさらに改善される。ＭＩＭＯアンテナはグランド構造の両側に位置しているので、指向性パターンは、より相補的であることが可能である。
【００３９】
一方、アンテナモジュールの内部では、ＭＩＭＯアンテナは、元の通信アンテナもしくはＧＰＳ／Ｗｉ−Ｆｉアンテナと組み合わされて、単一給電アンテナを形成してもよく、または多重給電アンテナとして設計されてもよい。一般に、単一給電アンテナは設計するには比較的困難であるため、いくつかの特別な周波数帯（ＧＰＳもしくは低周波通信周波数帯）は分離されてアンテナモジュールの内部に多重給電アンテナシステムを形成してもよく、これにより、各アンテナの設計上の難しさが軽減され、ＧＰＳアンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの指向性が改善され、ロング・ターム・エボリューション（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＬＴＥ）通信におけるマルチＣＡ性能がより良く改善される。さらに、多重給電アンテナの動作周波数帯は重複しないので、アンテナ間のアイソレーションは、より良く改善されかつ最適化されることが可能である。
【００４０】
本発明の実施形態において提供される技術的解決策は、通信端末によって現在使用されている様々な通信システム、例えば、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＧＰＲＳ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、およびＵＭＴＳに適用されてもよく、以下の実施形態における技術的解決策は、通信ネットワークの要件を限定するために使用されるのではなく、異なる値の周波数帯におけるアンテナの動作特徴を説明するために使用されるにすぎないことが理解され得る。本発明の実施形態は複数のＩＤを使用する通信端末に適用されてもよく、本実施形態は、主に金属ＩＤを使用する通信端末の上部金属フレームおよび下部金属フレームが二重溝付きスリットを有する例を用いて説明される。
【００４１】
図１を参照して、本発明の一実施形態では、通信端末１００が提供される。通信端末１００は、金属フレーム１０１と背面カバーグランドプレーン１０２とを含む。金属フレーム１０１は、上部金属フレーム１０１１と、下部金属フレーム１０１２と、第１の側部金属フレーム１０１３と、第２の側部金属フレーム１０１４とを含む。上部金属フレーム１０１１および下部金属フレーム１０１２は、互いに対向して配置される。第１の側部金属フレーム１０１３は、上部金属フレーム１０１１の一方端と下部金属フレーム１０１２の一方端とに、角が丸みを帯びた態様で接続され、第２の側部金属フレーム１０１４は、上部金属フレーム１０１１の他方端と下部金属フレーム１０１２の他方端とに、角が丸みを帯びた態様で接続されて、角が丸みを帯びた矩形領域を形成する。背面カバーグランドプレーン１０２は、フィレットを有する矩形領域内に配置され、第１の側部金属フレーム１０１３および第２の側部金属フレーム１０１４に別々に接続される。背面カバーグランドプレーン１０２は、通信端末１００の金属背面カバーであってもよいことが理解され得る。
【００４２】
第１のスリットＳ１および第２のスリットＳ２は、それぞれ上部金属フレーム１０１１の両端でフィレットに隣接する上部金属フレーム１０１１の位置に設けられ、第３のスリットＳ３および第４のスリットＳ４は、下部金属フレーム１０１２の両端でフィレットに隣接する下部金属フレーム１０１２の位置に設けられる。第１のスリットＳ１、第２のスリットＳ２、第３のスリットＳ３および第４のスリットＳ４は、金属フレーム１０１上で時計回りに分布している。実際の適用中に、第１のスリットＳ１、第２のスリットＳ２、第３のスリットＳ３および第４のスリットＳ４の位置は必要に応じて変更されてもよく、スリットは非導電性材料（例えばプラスチック）で埋められて、金属フレーム１０１の外観の完全性を保証してもよいことが理解され得る。
【００４３】
図２を参照して、通信端末１００はさらに、多入力多出力アンテナシステム１０を含む。多入力多出力アンテナシステム１０は、第１のアンテナモジュール１１と、第２のアンテナモジュール１２と、第１のグランド構造１３とを含む。
【００４４】
第１のアンテナモジュール１１は、第１の放射器１１１と第２の放射器１１２とを含み、第１のスリットＳ１は、第１の放射器１１１と第２の放射器１１２との間に設けられる。
【００４５】
第２のアンテナモジュール１２は、第３の放射器１２１と第４の放射器１２２とを含み、第２のスリットＳ２は、第３の放射器１２１と第４の放射器１２２との間に設けられる。
第２の放射器１１２は第３の放射器１２１に接続され、第１の放射器１１１は、第３の放射器１２１と反対側の第２の放射器１１２の一方側に位置し、第４の放射器１２２は、第２の放射器１１２と反対側の第３の放射器１２１の一方側に位置する。
【００４６】
第１の放射器１１１は第１のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第２の放射器１１２はＧＰＳアンテナを形成するように構成され、第３の放射器１２１は第１の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第４の放射器１２２は第２のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成される。
【００４７】
第１のグランド構造１３の一方端は、第２の放射器１１２および第３の放射器１２１の少なくとも一方に接続され、第１のグランド構造１３の他方端は、通信端末１００の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されてもよい。例えば、第１のグランド構造１３の他方端は、通信端末１００の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン（図示せず）、背面カバーグランドプレーン１０２および基準グランドプレーン（図示せず）のうちの任意の１つまたは複数に接続されてもよい。第１のグランド構造１３の他方端が通信端末１００の少なくとも２つのグランドプレーンに接続される場合、３次元アイソレーション構造は、第１のアンテナモジュール１１と第２のアンテナモジュール１２との間に形成されて、第１のアンテナモジュール１１と第２のアンテナモジュール１２との間のアイソレーションを向上させてもよい。
【００４８】
図３および図４を参照して、第１のグランド構造１３は、（図３に示す）１つの金属シート１３１または（図４に示す）複数の金属シート１３１を含んでもよい。第１のグランド構造１３が複数の金属シート１３１を含む場合、複数の金属シート１３１は、通信端末１００の背面カバーグランドプレーン１０２と平行に配置され、かつ背面カバーグランドプレーン１０２に垂直な方向において互いに整列して間隔を置いて配置されてもよい。具体的には、複数の金属シート１３１の各々の一方端は、第２の放射器１１２および第３の放射器１２１の少なくとも一方に接続されてもよく、複数の金属シート１３１の各々の他方端は、通信端末１００の複数のグランドプレーンの各々に接続され、複数の金属シート１３１の各々は代替的に、金属ドーム１３３を使用して複数のグランドプレーンの各々の一方端に接続されて３次元アイソレーション構造を形成し、かつアイソレーション効果をさらに改善してもよい。
【００４９】
通信端末１００は、携帯電話、タブレット型コンピュータなどであってもよい。第１のアンテナモジュール１１および第２のアンテナモジュール１２の両方は通信端末１００の上部に位置し、第１のグランド構造１３は、図２に示すように第１のアンテナモジュール１１と第２のアンテナモジュール１２との間に位置してもよい。あるいは、第１のグランド構造１３は、図５に示すように第１のアンテナモジュール１１または第２のアンテナモジュール１２の内部に位置してもよい。第１のグランド構造１３は第１のスリットＳ１のエッジ位置に配置され、第１のグランド構造１３に隣接する第３の放射器１２１の一部は第２の放射器１１２として再利用され、その結果、第１のグランド構造１３は第１のアンテナモジュール１１の内部に位置する。さらに、通信端末１００の上部の第１のアンテナモジュール１１および第２のアンテナモジュール１２の配置は代替的に、図６に示すように交換可能であってもよい。本実施形態では、第１の放射器１１１、第２の放射器１１２、第３の放射器１２１および第４の放射器１２２は、それぞれ金属フレーム１０１の一部である。第１の放射器１１１、第２の放射器１１２、第３の放射器１２１および第４の放射器１２２は、代替的に、通信端末１００の上部に配置された独立した内蔵型放射器であってもよく、または、いくつかの放射器は金属フレーム１０１であり、いくつかの放射器は独立した放射器であることが理解され得る。
【００５０】
図７を参照して、一実装では、第１のアンテナモジュール１１はさらに、第１の給電ポート１と第２の給電ポート２とを含む。第１の給電ポート１は、第１の放射器１１１に接続され、第１の信号源に給電するように構成され、第１の放射器１１１と共に第１のＭＩＭＯアンテナを形成する。第２の給電ポート２は、第２の放射器１１２に接続され、第２の信号源に給電するように構成され、第２の放射器１１２と共にＧＰＳアンテナを形成する。第２のアンテナモジュール１２はさらに、第３の給電ポート３と第４の給電ポート４とを含む。第３の給電ポート３は、第３の放射器１２１に接続され、第３の信号源に給電するように構成され、第３の放射器１２１と共に第１の低周波通信アンテナを形成する。第４の給電ポート４は、第４の放射器１２２に接続され、第４の信号源に給電するように構成され、第４の放射器１２２と共に第２のＭＩＭＯアンテナを形成する。
【００５１】
具体的には、通信端末１００の上部のアンテナが第１のアンテナモジュール１１と第２のアンテナモジュール１２とに分類された後、各モジュール内部のアンテナは、単一給電アンテナもしくは多重給電アンテナとして設計されてもよい。図７を参照して、一実装では、第１のアンテナモジュール１１によってカバーされるアンテナ周波数帯は、ＧＰＳ周波数帯および第１のＭＩＭＯアンテナＭＩＭＯ１周波数帯を含む（例えば、１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲内にある少なくともＷｉ−Ｆｉ通信周波数帯、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯を含んでもよい）。第１のアンテナモジュール１１が多重給電アンテナとして設計されている場合、ＧＰＳ周波数帯は比較的低く、かつＧＰＳ周波数帯の機能は他の通信周波数帯の機能とは異なるため、グランド構造は、個別に電力を供給してＧＰＳ周波数帯をカバーするために、第２の放射器１１２と組み合わせて使用されてもよい。それに対応して、グランド構造は、個別に電力を供給してＭＩＭＯ１周波数帯をカバーするために第１の放射器１１１と組み合わせて使用されてもよい。第２のアンテナモジュール１２によってカバーされるアンテナ周波数帯は、第１の低周波通信周波数帯ＬＢ１を含み（例えば、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの範囲内のＬＴＥ低周波通信周波数帯を含んでもよい）、かつ第２のＭＩＭＯアンテナＭＩＭＯ２周波数帯を含む（例えば、１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲内にある少なくともＷｉ−Ｆｉ通信周波数帯、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯を含んでもよい）。第２のアンテナモジュール１２が多重給電アンテナとして設計されている場合、第３の放射器１２１は、個別に電力を供給してＬＢ１周波数帯をカバーするために使用されてもよい。それに対応して、第４の放射器１２２は、個別に電力を供給してＭＩＭＯ２周波数帯をカバーするために使用されてもよい。このように、ＭＩＭＯ１とＭＩＭＯ２との間の空間距離が増大し、これにより、多入力多出力アンテナ間のアイソレーションおよび指向性パターンの相補性がより良く改善される。
【００５２】
図７を参照して、一実装では、第１のアンテナモジュールはさらに第１のバンドパスフィルタＦ１を含み、第１のバンドパスフィルタＦ１は第２の給電ポート２と並列に接続されて、第１の放射器１１１と第２の放射器１１２との間のアイソレーションを向上させる。第２のアンテナモジュール１２はさらに第２のバンドパスフィルタＦ２を含み、第２のバンドパスフィルタＦ２は第３の給電ポート３と並列に接続されて、第３の放射器１２１と第４の放射器１２２との間のアイソレーションを向上させる。
【００５３】
中間周波通信周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）で動作する第１のバンドパスフィルタＦ１は、ＧＰＳアンテナの給電ポート２と並列に接続されて、第１のスリットＳ１を介してＧＰＳアンテナに結合された第１のＭＩＭＯアンテナの中間周波信号を除去し、これにより、ＧＰＳアンテナとＭＩＭＯ１との間のアイソレーションがさらに改善されることが可能になる。同様に、中間周波通信周波数帯（例えば、１．８ＧＨｚ）で動作する第２のバンドパスフィルタＦ２は、第１の低周波通信アンテナの給電ポート３と並列に接続されて、第２のスリットＳ２を介して第１の低周波通信アンテナに結合された第２のＭＩＭＯアンテナの中間周波信号を除去し、これにより、第１の低周波通信アンテナとＭＩＭＯ２との間のアイソレーションがさらに改善されることが可能である。モジュール内部のアンテナ間のアイソレーションを改善する方法は、フィルタを追加することによってアイソレーションが改善される上述の方法に限定されないことが理解され得る。
【００５４】
図８を参照して、一実装では、多入力多出力アンテナシステム１０はさらに、第３のアンテナモジュール１４と、第４のアンテナモジュール１５と、第２のグランド構造１６とを含む。
【００５５】
第３のアンテナモジュール１４は、第５の放射器１４１と第６の放射器１４２とを含み、第３のスリットＳ３は、第５の放射器１４１と第６の放射器１４２との間に設けられる。
【００５６】
第４のアンテナモジュール１５は、第７の放射器１５１と第８の放射器１５２とを含み、第６の放射器１４２は第７の放射器１５１に接続され、第５の放射器１４１は、第７の放射器１５１と反対側の第６の放射器１４２の一方側に位置し、第８の放射器１５２は、第６の放射器１４２と反対側の第７の放射器１５１の一方側に位置する。
【００５７】
第５の放射器１４１および第６の放射器１４２は第３のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成され、第７の放射器１５１は第２の低周波通信アンテナを形成するように構成され、第８の放射器１５２は第４のＭＩＭＯアンテナを形成するように構成される。
【００５８】
第２のグランド構造１６の一方端は、第６の放射器１４２および第７の放射器１５１の少なくとも一方に接続され、第２のグランド構造１６の他方端は、通信端末１００の少なくとも１つのグランドプレーンに接続されてもよい。例えば、第２のグランド構造１６の他方端は、通信端末１００の無線周波数回路の前面カバーグランドプレーン（図示せず）、背面カバーグランドプレーン１０２および基準グランドプレーン（図示せず）のうちの任意の１つまたは複数に接続されてもよい。第２のグランド構造１６の他方端が通信端末１００の少なくとも２つのグランドプレーンに接続される場合、３次元アイソレーション構造は、第３のアンテナモジュール１４と第４のアンテナモジュール１５との間に形成されて、第３のアンテナモジュール１４と第４のアンテナモジュール１５との間のアイソレーションを向上させてもよい。第２のグランド構造１６の特定の構造および接続方法については、図３および図４の実施形態における第１のグランド構造１３の説明を参照し、詳細については本明細書では説明されないことが理解され得る。
【００５９】
第３のアンテナモジュール１４および第４のアンテナモジュール１５は、通信端末１００の下部に位置する。第２のグランド構造１６は、第３のアンテナモジュール１４と第４のアンテナモジュール１５との間に位置してもよく、または、第３のアンテナモジュール１４もしくは第４のアンテナモジュール１５の内部に位置してもよい。詳細については、第１のグランド構造１３の位置の関連説明を参照し、本明細書では詳細は再度説明されない。さらに、通信端末１００の下部の第３のアンテナモジュール１４および第４のアンテナモジュール１５の配置は代替的に、交換可能であってもよい。本実施形態では、第５の放射器１４１、第６の放射器１４２、第７の放射器１５１および第８の放射器１５２は、それぞれ金属フレーム１０１の一部である。第５の放射器１４１、第６の放射器１４２、第７の放射器１５１および第８の放射器１５２は、代替的に、通信端末１００の底部に配置された独立した内蔵型放射器であってもよく、または、いくつかの放射器は金属フレーム１０１であり、いくつかの放射器は独立した放射器であることが理解され得る。
【００６０】
図１０を参照して、一実装では、第３のアンテナモジュール１４はさらに、第５の給電ポート５を含む。第５の給電ポート５は、第５の放射器１４１に接続され、第５の信号源に給電するように構成され、第５の放射器１４１および第６の放射器１４２と共に第３のＭＩＭＯアンテナを形成する。第６の放射器１４２は、第３のスリットＳ３を介して第５の放射器１４１に結合される。第４のアンテナモジュール１５はさらに、第６の給電ポート６と第７の給電ポート７とを含む。第６の給電ポート６は、第７の放射器１５１に接続され、第６の信号源に給電するように構成され、第７の放射器１５１と共に第２の低周波通信アンテナを形成する。第７の給電ポート７は、第８の放射器１５２に接続され、第７の信号源に給電するように構成され、第８の放射器１５２と共に第４のＭＩＭＯアンテナを形成する。
【００６１】
通信端末１００の下部アンテナシステムを実装する方法は、上部アンテナシステムを設計する方法と同様である。通信端末１００の下部アンテナシステムは、第２のグランド構造１６を使用することによって２つのアンテナモジュール、すなわち第３のアンテナモジュール１４および第４のアンテナモジュール１５に分割される。下部アンテナは上部アンテナと比較してＧＰＳ周波数帯を含まないため、アンテナをモジュールの内部に設計することがより便利である。この実施形態では、第３のアンテナモジュール１４によってカバーされ得るアンテナ周波数帯は、第３のＭＩＭＯアンテナＭＩＭＯ３周波数帯を含む（例えば、１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲内にある少なくともＷｉ−Ｆｉ通信周波数帯、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯を含んでもよい）。第４のアンテナモジュール１５によってカバーされ得るアンテナ周波数帯は、第２の低周波通信周波数帯ＬＢ２を含み（例えば、少なくとも７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの範囲内のＬＴＥ低周波通信周波数帯を含んでもよい）、かつ第４のＭＩＭＯアンテナＭＩＭＯ４周波数帯を含む（例えば、１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの範囲内にある少なくともＷｉ−Ｆｉ通信周波数帯、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯を含んでもよい）。具体的には、第３のアンテナモジュール１４は、単一給電アンテナとして設計されてもよい。具体的には、第２のグランド構造１６に対して第３のスリットＳ３の一方側にある第５の放射器１４１は、独立して電力を供給するために使用され、第６の放射器１４２は、ＭＩＭＯ３周波数帯をカバーするためにアンテナ結合ユニットとして使用される。第４のアンテナモジュール１５には、第２のアンテナモジュール１２を設計する方法と同様の方法が使用されてもよい。具体的には、ＬＢ２およびＭＩＭＯ４は、図１０に明確に示すように多重給電アンテナとして設計される。
【００６２】
図１０を参照して、一実装では、第４のアンテナモジュール１５はさらに、第３のバンドパスフィルタＦ３を含む。第３のバンドパスフィルタＦ３は第６の給電ポート６と並列に接続されて、第４のスリットＳ４を介して第２の低周波通信アンテナに結合された第４のＭＩＭＯアンテナの中間周波信号を除去し、これにより、第７の放射器１５１と第８の放射器１５２との間のアイソレーションが向上する。中間周波通信周波数帯（例えば、１．８ＧＨｚ）で動作する第３のバンドパスフィルタＦ３は、第６の給電ポート６と並列に接続され、これにより、第２の低周波通信アンテナとＭＩＭＯ４との間のアイソレーションがさらに改善されることが可能であることが理解され得る。
【００６３】
本発明のこの実施形態では、上述の設計方法を使用することによって形成される多入力多出力アンテナシステム１０によれば、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯ならびにＷｉ−Ｆｉ周波数帯において４＊４ＭＩＭＯアンテナの配置を実装することができる。さらに、従来の解決策と比較して、多重給電アンテナが使用され、ＧＰＳアンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの指向性、ならびに通信周波数帯のマルチキャリアアグリゲーション性能（例えば、ＬＴＥ  Ｂ３＋ＬＴＥ  Ｂ７＋ＬＴＥ  Ｂ２０）もまた、改善されかつ最適化されている。
【００６４】
ウィンドウ構造および金属フレームを有し、かつ上述の実施形態で説明された通信端末１００に加えて、本発明の実施形態において提供される多入力多出力アンテナシステム１０はさらに、金属外観構造体、例えば（図１１に示す）金属フレームおよびガラス製背面カバーを有する構造体、（図１２に示す）上部Ｕ字溝および下部Ｕ字溝を有する金属フレーム構造体、および、上述の金属フレームを組み合わせた（図１３に示す）構造体を使用することによってアンテナ放射器が実装される他の通信端末にも適用されてもよいことが理解され得る。さらに、本発明の実施形態において提供される多入力多出力アンテナシステム１０が適用される通信端末に対して、金属フレーム上にスリットが設けられる位置はさらに、周波数帯の範囲および設計要件に基づいて異なる解決策を使用してもよい。例えば、２つのアンテナモジュールの両方は二重給電アンテナに分離され、２つのスリットは金属フレームの上面および側面の各々に設けられる。図１４に示すように、図４に示すＳ１およびＳ２、ならびに図８に示すＳ３およびＳ４に加えて、金属フレームの両側に位置し、かつ通信端末の上部に隣接するＳ５およびＳ６、ならびに金属フレームの両側に位置し、かつ通信端末の下部に隣接するＳ７およびＳ８がさらに含まれる。任意選択で、通信アンテナモジュールが単一給電アンテナとして設計される場合、図１５に示すように、スリットは、通信端末の上部金属フレームおよび金属フレームの側面の各々に設けられる。本発明の実施形態において提供される多入力多出力アンテナシステム１０はまた、金属外観構造体の一部（すなわち、通信端末の金属フレーム）がアンテナ放射器として使用されてもよく、または金属外観構造体がアンテナ放射器として使用されない設計に適用されてもよいことが理解され得る。例えば、図７に示す第１のＭＩＭＯアンテナの一部および第２のＭＩＭＯアンテナの一部は金属外観構造体を使用して実装され、ＧＰＳアンテナおよび第１の低周波通信アンテナの両方は金属外観構造体を使用して実装され、図１６に示すように、側部スリットのみが設けられた類似の金属フレーム設計が実装されてもよい。上述の例は、単に金属フレーム上のスリットの位置設計の多様性を説明するために使用されており、金属フレーム上のスリットの位置に対する制限を構成するものではないことが理解され得る。
【００６５】
図１４に示す金属フレーム設計が使用される場合、第１の放射器１１１は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部および第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第２の放射器１１２および第３の放射器１２１は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部であり、第４の放射器１２２は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部および第２の側部金属フレーム１０１４の一部である。第５のスリットＳ５は、第１の放射器１１１として使用される第１の側部金属フレーム１０１３の一部と残りの第１の側部金属フレーム１０１３との間に設けられ、第６のスリットＳ６は、第４の放射器１２２として使用される第２の側部金属フレーム１０１４の一部と残りの第２の側部金属フレーム１０１４との間に設けられる。
【００６６】
第５の放射器１４１は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部および第２の側部金属フレーム１０１４の一部であり、第６の放射器１４２および第７の放射器１５１は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部であり、第８の放射器１５２は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部および第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第７のスリットＳ７は、第５の放射器１４１として使用される第２の側部金属フレーム１０１４の一部と残りの第２の側部金属フレーム１０１４との間に設けられ、第８のスリットＳ８は、第８の放射器１５２として使用される第１の側部金属フレーム１０１３の一部と残りの第１の側部金属フレーム１０１３との間に設けられる。図１１、図１２、図１３および図１５に示す金属フレーム設計が使用される場合、多入力多出力アンテナシステム１０における各放射器の配置は、図１４に示す金属フレーム設計と同様であり、詳細については本明細書では再度説明されないことが理解され得る。
【００６７】
図１６に示す金属フレーム設計が使用される場合、第１の放射器１１１は通信端末の第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第２の放射器１１２は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部および第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第３の放射器１２１は、通信端末の上部金属フレーム１０１１の一部および第２の側部金属フレーム１０１４の一部であり、第４の放射器１２２は、通信端末の第２の側部金属フレーム１０１４の一部である。
【００６８】
第５の放射器１４１は通信端末の第２の側部金属フレーム１０１４の一部であり、第６の放射器１４２は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部および第２の側部金属フレーム１０１４の一部であり、第７の放射器１５１は、通信端末の下部金属フレーム１０１２の一部および第１の側部金属フレーム１０１３の一部であり、第８の放射器１５２は、通信端末の第１の側部金属フレーム１０１３の一部である。
【００６９】
図１７を参照して、図７に示す通信端末１００の上部に位置する第１のアンテナモジュール１１および第２のアンテナモジュール１２のために、第１の給電ポート１、第２の給電ポート２、第３の給電ポート３および第４の給電ポート４についてシミュレーションが行われて、アンテナ反射係数を取得する。アンテナ反射係数は、それぞれ図に示す曲線Ｓ１１、Ｓ２２、Ｓ３３およびＳ４４である。ポート１およびポート４のアンテナは広帯域整合設計を使用しており、これにより、ＬＴＥ  Ｂ３周波数帯＋ＬＴＥ  Ｂ７周波数帯＋Ｗｉ−Ｆｉ周波数帯におけるＭＩＭＯアンテナの周波数帯要件は、別々に満たされることが可能である。図１８に示す曲線Ｓ２１、Ｓ３２、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３は、それぞれ給電ポート間の透過係数曲線である。Ｓ３１は−３０ｄＢ未満であるため、Ｓ３１は図１８には示されていない。透過係数曲線は、アンテナのアイソレーションが全て１０ｄＢ以上であることを反映している。図１９は、ＧＰＳアンテナおよびＭＩＭＯ１アンテナの指向性パターンを示し、図２０は、ＬＴＥ  Ｂ３周波数帯およびＬＴＥ  Ｂ７周波数帯における２つの上部ＭＩＭＯアンテナの指向性パターンを示す。図１９および図２０から、ＧＰＳアンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの上部半球比は６０％に近く、かつ２つのＭＩＭＯアンテナの指向性パターンは望ましい相補性を有することが理解され得る。
【００７０】
図２１を参照して、図１０に示す通信端末１００の下部にある第３のアンテナモジュール１４および第４のアンテナモジュール１５のために、第５の給電ポート５、第６の給電ポート６および第７の給電ポート７についてシミュレーションが行われて、アンテナ反射係数を取得する。アンテナ反射係数は、それぞれ図に示す曲線Ｓ５５、Ｓ６６よびＳ７７である。ポート７のアンテナは広帯域整合設計を使用し、かつポート５のアンテナは給電ユニットおよび結合ユニット（第６の放射器１４２）の設計を使用しており、これにより、ＬＴＥ  Ｂ３周波数帯＋ＬＴＥ  Ｂ７周波数帯＋Ｗｉ−Ｆｉ周波数帯におけるＭＩＭＯアンテナの周波数帯要件は、別々に満たされることが可能である。図２２に示す曲線Ｓ６５、Ｓ７５およびＳ７６は、それぞれ給電ポート間の透過係数曲線である。曲線は、アンテナのアイソレーションが全て１０ｄＢ以上であることを反映している。図２３は、ＬＴＥ  Ｂ３周波数帯およびＬＴＥ  Ｂ７周波数帯における２つの下部ＭＩＭＯアンテナの指向性パターンを示す。この図から、２つの下部ＭＩＭＯアンテナの指向性パターンもまた望ましい相補性を有することが理解され得る。本発明の実施形態では、アンテナモジュールを形成するために使用されるアンテナの特定の形態は限定されないことが理解され得る。例えばアンテナは、逆Ｆアンテナ（ＩＦＡ）、板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）またはループアンテナであってもよい。図１７から図２３に示すシミュレーション実施形態では、ＩＦＡアンテナ形態がシミュレーションおよび説明のために使用される。
【００７１】
本発明の実施形態において提供される通信端末の多入力多出力アンテナシステムは、現在の通信ネットワークの要件を満たすだけでなく、中間周波通信周波数帯および高周波通信周波数帯ならびにＷｉ−Ｆｉ周波数帯において４＊４ＭＩＭＯアンテナ配置も実装し、これにより、システムのアイソレーションが最適化される。ＭＩＭＯアンテナ間の位置関係のために指向性パターンは十分に相補的であり、ＭＩＭＯアンテナシステムの利得は顕著である。さらに、アンテナモジュールの内部に多重給電アンテナを設計する方法が使用され、これにより、ＧＰＳアンテナおよびＷｉ−Ｆｉアンテナの上部半球比は通常、６０％に近いことがある。さらに、比較的望ましいマルチキャリアアグリゲーション性能が、ＬＴＥ通信周波数帯において実装されることが可能である。多入力多出力アンテナシステムは様々な小型端末に適用されてもよく、少なくとも４つのスリットのみが金属フレームに設けられる必要があることが理解され得る。
【００７２】
上記に開示されたことは、単に本発明の例示的な実施形態であり、確実に本発明の保護範囲を限定することを意図しない。当業者であれば、上述の実施形態および本発明の特許請求の範囲に従って行われる同等の変更を実施する工程の全部または一部が、本発明の範囲内にあることを理解し得る。
【国際調査報告】
2019537909.tif 000026
2019537909.tif 000027
2019537909.tif 000028
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